Influence des paramètres des traitements thermomécaniques sur l'évolution de la microstructure du superalliage AD730

Résumé

L’alliage AD730 a été développé par l’entreprise Aubert et Duval afin de remplacer l’Inconel 718 qui constitue actuellement les disques de turbine des moteurs d’avion. Ce changement doit permettre d’augmenter la température des gaz à la sortie de la chambre de combustion et ainsi le rendement du moteur. L’alliage AD730 est relativement récent et son procédé de fabrication (forgeage à haute température) n’a pas encore été étudié dans un environnement académique. L’objectif de ce travail est donc d’améliorer les connaissances des mécanismes impliqués lors de la déformation à chaud de cet alliage c’est à dire essentiellement le mécanisme de recristallisation dynamique. Des essais mécaniques ont été réalisés à différentes déformations (0,08 ; 0,12 ; 0,24 ; 0,40 ; 0,63) et différentes vitesses de déformation (0,1 ; 0,01 ; 0,001 s-1) afin d’étudier la cinétique de la recristallisation. Les paramètres d’essai furent une température de déformation de 1120°C et un temps de maintien de 5 min. Ces essais furent réalisés sur une presse hydraulique MTS. Une attention particulière fut portée à la lubrification et son influence sur la courbe contrainte/déformation. D’autres essais furent ensuite effectués à différentes températures (1060 ; 1090 ; 1120 ; 1150 °C) et différentes vitesses de déformation (1 ; 0,1 ; 0,01 ; 0,001 s-1) afin de développer un modèle permettant de prédire le comportement du matériau. Le phénomène de Yield Drop fut étudié attentivement. La recherche des causes de ce phénomène fut approfondie et l’explication expérimentale fut finalement retenue. La méthode de la double différentiation a révélé des déformations critiques à [déformation] = 0,08 et [déformation] = 0,12 qui correspondraient à l’initiation des mécanismes énergétiques impliqués lors de la déformation de cet alliage, tels que la recristallisation dynamique. L’observation des microstructures a permis de montrer qu’il y avait une apparition de nouveaux grains entre les déformations. Le point critique à [Déformation] = 0,08 correspondrait donc à l’initiation de la recristallisation dynamique. Le modèle d’Arrhenius mis en place a permis de prédire le comportement du matériau avec une erreur de 7%. Cette valeur d’erreur atteste d’une modélisation adaptée à ce matériau bien qu’il soit moins performant aux vitesses de déformations faibles ([vitesse de déformation] = 0,001 s -1) qu’aux vitesses de déformation supérieures.

Date	30 août 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Mohammad Jahazi (Directeur(-trice))