Soutenance de thèse de Malo JULLIEN

doctorant à l'Institut Clément Ader UMR CNRS 5312

Génie mécanique, mécanique des matériaux

sur "Étude de la localisation de la déformation à 650°C et de son impact sur la rupture intergranulaire assistée par oxydation: cas de l'Alliage 718"

vendredi 15 novembre à 14h00

au CEMES - CNRS UPR 8011

sous réserve de la validation du processus d'autorisation de soutenance

Composition du jury

• M. Damien TEXIER : Institut Clément Ader - CNRS UMR 5312 - Directeur de thèse
• M. Marc LEGROS : CEMES - CNRS UPR 8011 - Co-directeur de thèse
• M. Patrick VILLECHAISE : Institut Pprime - CNRS UPR 3346 - Rapporteur
• M. Xavier FEAUGAS : Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement (LaSie) - UMR CNRS 7356 - Rapporteur
• M. Xavier MAEDER : EMPA - Examinateur
• Mme Dominique POQUILLON : CIRIMAT - UMR CNRS 5085 - Examinatrice
• M. Guillaume KERMOUCHE : Laboratoire Georges Friedel - UMR CNRS 5307 - Examinateur

Résumé

L’Alliage 718 est un superalliage base nickel de référence, largement utilisé dans la fabrication de composants structurels, parfois critiques, tels que les disques de turbine des turboréacteurs. Cet alliage est connu pour fortement localiser la déformation. Cette localisation peut être responsable d’un endommagement précoce en service. Pour le secteur aéronautique, les contraintes écologiques imposent une augmentation des températures de service. Il est alors essentiel d’identifier le rôle que joue le paysage de déformation à l’échelle de la microstructure sur l’endommagement assisté ou non par l’oxydation à ces températures. L’objectif premier de cette thèse est de comprendre comment la microstructure et les vitesses de chargement mécanique affectent le paysage de déformation à haute température. Le second est de lier ce paysage de déformation au comportement mécanique et aux caractéristiques de rupture observées lors d’essais de tractions à 650°C. Les travaux expérimentaux présentés dans ce manuscrit reposent principalement sur la technique de corrélation d’images numériques haute résolution qui permet de capter la réponse mécanique locale de la microstructure sur des régions statistiquement représentatives de la microstructure; en opposition à des techniques micromécaniques plus locales. Ces travaux ont permis de montrer qu’à 650°C dans l’Alliage 718, la déformation est répartie entre les joints de grains et des bandes de glissement à l’intérieur des grains. Cette répartition dépend à la fois de la sollicitation mécanique et de la microstructure. Une taille de grains grossière favorise le glissement intragranulaire alors qu’une microstructure plus fine favorise la localisation de la déformation aux joints de grains. De même, en traction à faible vitesse de déformation, la localisation aux joints de grains est privilégiée alors qu’à plus haute vitesse de déformation et lorsque le phénomène de Portevin-Le-Chatelier a lieu, le glissement intragranulaire est majoritaire. Lors d’essais de traction sous air à 650°C, seule la localisation aux joints de grains entraine un abattement conséquent de la ductilité. Cependant, plus que l’activité plastique des joints de grains, il est montré que c'est la répartition des événements et leurs interactions qui sont responsables de la rupture intergranulaire assistée par oxydation et la perte de ductilité associée. Cette approche micromécanique associée à l’endommagement local de la matière amène un regard nouveau et intéressant sur le couplage oxydation-mécanique opérant à l’échelle de la microstructure dans cet alliage.

Mots-clés

Essais micromécaniques, Essais in-situ, Oxydation haute température, Couplage mécanochimique, Superalliage à base de nickel.