Résistance à la formation de l’alpha-case pour des alliages de titane utilisés à hautes températures
Une étude R&D, financée en fonds propres, a été lancée afin de renforcer la protection des alliages de titane à hautes températures en développant des revêtements protecteurs à partir de préoxydations sélectives. Cet axe de recherche avait été travaillé, avec succès, sur des alliages réfractaires Fe-Ni-Cr afin d'éviter des oxydations catastrophiques sur des éléments de fours de traitements thermiques. Est-il envisageable d’aboutir à des résultats similaires avec ce qui a été réalisé sur des alliages titane face à l'absorption d'atomes d'oxygène (alpha-case).
Figure 1 : Effet des éléments interstitiels sur la dureté et l’allongement d’un alliage de titane (CP-titanium). (Carré : « N » – Rond : « O » – Triangle : « C ») [3].
Figure 2 : Variation de la dureté de surface d’un alliage TA6V exposé à 700 °C pendant 500 heures [4].
Figure 3 : Épaisseur d’(alpha )-case pour un alliage IMI 834 exposé à différentes températures sous air. [5]
Figure 4 : Épaisseur d’(alpha )-case pour Ti 6242 et Ta6V exposés à différentes températures sous air. [4]
Figure 5 : Diagramme de phase Ti-Si.
Tableau 1 : Composition des alliages.
Figure 6 : Micrographie du Ti-X %Si + Al chauffé à 850 °C 24 heures dans une atmosphère oxydante. Coupe (x500). Vue de la surface à droite.
Figure 7 : Cartographies X de la coupe du Ti-X %Si + Al chauffé à 850 °C 24 heures dans une atmosphère oxydante (x500).
Figure 8 : Micrographie du Ti-X%Si + Al chauffé à 850°C 24 heures dans l’air. Coupe (x500). Coupe et pointés EDS dans les différentes sous couches (% atomique).
Figure 9 : Micrographie du TA6V-X %Si + Al chauffé 24 heures à 850 °C dans une atmosphère oxydante. Coupe (x500). Vue de la surface à droite.
Figure 10 : Cartographies X de la coupe du TA6V-X %Si + Al chauffé 24 heures à 850 °C dans une atmosphère oxydante (x500).
Figure 11: Micrographie du TA6V-X %Si + Al chauffé 24 heures à 850 °C sous une atmosphère oxydante. Coupe (x500). Vue de la surface à droite. Coupe et pointées EDS dans les différentes sous couches (% atomique).
Figure 12 : Micrographie du Ti-X %Si + Al pré-oxydé puis maintenu à 850 °C 5 jours sous air. Coupe (x500). Vue de la surface droite.
Figure 13 : Cartographie X de la coupe du Ti-X %Si + Al pré-oxydé puis maintenu à 850 °C 5 jours sous air (x500).
Figure 14 : Micrographie du TA6V-X %Si + Al pré-oxydé puis maintenu à 850 °C 5 jours sous air. Coupe (x500). Vue de la surface à droite.
Figure 15 : Cartographie X de la coupe du TA6V-X %Si + Al pré-oxydé puis maintenu à 850 °C 5 jours sous air (x500).
Figure 16 : Diagramme de phase Al-Ti [30].
