La lecture à portée de main
Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement
Je m'inscrisDécouvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement
Je m'inscrisDescription
Sujets
Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 284 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 7 Mo |
Extrait
THÈSE
En vue de l'obtention du
DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Sciences et Génie des Matériaux
Présentée et soutenue par Paul Ervé TCHOUPE NGNEKOU
Le 29 Avril 2010
Titre : Microstructure, oxydation et propriétés mécaniques d’alliages
intermétalliques à base de TiAl
JURY
Alain COURET Directeur de recherche, CEMES FR Président
Miroslav CIESLAR Professeur Assistant, Charles University, CZ Rapporteur
Sébastien CHEVALIER Professeur, Université de Bourgogne FR Rapporteur
Ulrike HECHT Ingénieur de Recherche, ACCES eV, Aachen AL Membre
Jacques LACAZE Directeur de recherche, CNRS/ CIRIMAT FR Directeur de Thèse
Bernard VIGUIER Professeur, INP Toulouse FR Codirecteur de thèse
Maître de Conférence/HDR, Université de la Rochelle Jean-Luc GROUSSEAU FR Invité
Ecole doctorale : Sciences de la Matière
Unité de recherche : CIRIMAT UMR 5085
Directeur(s) de Thèse : Jacques Lacaze et Bernard Viguier
« C'est quoi une vie d'homme?… C'est une lutte entre l'espoir et le désespoir, entre la lucidité
et la ferveur… Je suis du côté de l'espérance, mais d'une espérance conquise, lucide, hors de
toute naïveté. »
Aimé Césaire
A mes parents, ainsi que mes frères et sœurs pour leur soutien sans faille et leurs
encouragements permanents.
A Michèle Grison, sans qui cette aventure n’aurait jamais eu lieu.
Remerciements
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet européen IMPRESS, au sein du laboratoire
CIRIMAT basé à l’ENSIACET (Institut National Polytechnique de Toulouse) et je tiens à
remercier tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à sa réalisation.
Je remercie tout particulièrement Monsieur Alain COURET du CEMES à Toulouse qui a
accepté de présider mon jury de thèse. Je remercie également Messieurs Miroslav CIESLAR
de la « Charles University » en République Tchèque et Sébastien CHEVALIER de
l’Université de Bourgogne pour avoir accepté d’être rapporteurs et pour leur présence à la
soutenance. Je remercie Madame Ulrike HECHT d’ACCES eV en Allemagne pour l’intérêt
qu’elle a manifesté à l’égard de ce travail, pour les échanges très enrichissants sur les aspects
de l’élaboration et la microstructure des alliages étudiés et pour sa présence dans le jury.
Enfin, je souhaite également remercier Monsieur Jean-Luc GROUSSEAU POUSSARD de
l’Université de La Rochelle pour les nombreuses discussions sur la caractérisation des
couches oxydes après les analyses thermogravimétriques et pour avoir accepté de prendre part
au jury.
Je ne sais comment remercier suffisamment Jacques LACAZE, mon directeur de thèse pour
cette belle opportunité qu’il m’a offerte, pour la qualité de son encadrement scientifique, pour
la convivialité qu’il a su instaurer, la confiance qu’il m’a accordée pour les différents travaux
réalisés et enfin pour toute l’aide qu’il m’a également apportée sur le plan extra professionnel.
Je tiens également à remercier très profondément Bernard VIGUIER, mon co-directeur de
thèse, avec qui travailler a été une expérience très enrichissante sur le plan scientifique.
Je ne saurais trouver les mots qu’il faut pour exprimer ma reconnaissance à Marie-Christine
LAFONT et Lydia LAFFONT pour leurs apports respectifs en Microscopie Electronique en
Transmission (MET) et en Spectrométrie de Perte d’Energie des Electrons (EELS). De même
que Yannick THEBAULT pour son aide lors des observations au MEB-FEG. Je pense
également à François SENOCQ pour les riches discussions en spectrométrie des rayons X, et
à Jean Claude SALABURA toujours disponible pour la réalisation des plans d’usinages
d’éprouvettes.
Je ne saurais oublier l’ensemble des permanents et contractuels du CIRIMAT pour les
moments agréables passés ensemble. Sans être exhaustifs, je pense ici à mes collègues de
bureau (également thésards) à savoir Magaly HENRIQUEZ, Sylvain AMAND, Wolfgang
PRIETO qui vont énormément me manquer, j’espère que l’on pourra se voir souvent. Je pense
aussi à Mayerling MARTINEZ, Grégory BOISIER, Christel AUGUSTIN, Aliou NIANG,
Ronan MAINGUI, Gérôme ESVAN, Céline LARIGNON, Christophe BUIRETTE, et tous
ceux qui ne figurent pas dans cette liste et qui savent très bien l’affection que j’ai à leur égard.
Merci pour tout.
i
Je remercie bien sûr toutes celles et ceux dont rien de moins que le meilleur ne me satisferait,
car leur amitié a été un soutien incommensurable aux différentes étapes de mon aventure
estudiantine. Je pense ici en particulier à Richard HEUNA, Derrulex DJOUKWAI, Eric
William PEFOUTE, Mireille LONTSI, Marie LEURENT, Ethel NGEN, Franck NDZEUKO,
Brice Armand NGOUPEYOU et spécialement Christelle NOUBISSI pour sa présence et sa
capacité hors du commun à toujours prêter main forte chaque fois que j’en ai eu besoin.
- Merci à tous -
ii
Table des matières
Introduction générale............................................................................................................... 1
Chapitre I. Synthèse bibliographique..................................................................................... 5
1.1. Généralités sur les intermétalliques à base de TiAl. .................................................. 7
1.1.1. Introduction. ................................................................................................... 7
1.1.2. Intérêts des aluminures de titane. ........................................................... 8
1.2. Diagramme d’équilibre du système binaire Ti-Al...................................................... 9
1.3. Sections isoplètes à 8Nb et 8Ta des diagrammes d’équilibre des systèmes ternaires
Ti-Al-Ta et Ti-Al-Nb. ............................................................................................ 11
1.3.1. Chemins de solidification............................................................................. 11
1.3.2. Les différentes phases à température ambiante............................................ 13
1.4. Microstructures usuelles........................................................................................... 14
1.4.1. Microstructure lamellaire. 14
1.4.2. Autres microstructures couramment rencontrées......................................... 15
1.5. Affinement de la microstructure. ............................................................................. 16
1.5.1. Affinement par ajout d’élément d’alliage : effet du bore............................. 16
1.5.2. La transformation massive. .......................................................................... 18
1.6. Oxydation des intermétalliques à base de TiAl........................................................ 19
1.6.1. Aspect généraux de l’oxydation haute température. .................................... 19
1.6.2. Cinétique d’oxydation des alliages à base de TiAl. ..................................... 20
1.6.3. Influence des éléments d’addition sur la résistance à l’oxydation ............... 22
1.6.4. Effet de l’environnement oxydant................................................................ 24
1.6.5. Synthèse. ...................................................................................................... 26
1.7. Comportement mécanique des aluminures de titane................................................ 28
1.7.1. Influence de la composition chimique sur les propriétés mécaniques. ........ 28
1.7.2. Influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques...................... 28
1.7.3. Propriétés en traction à température ambiante. ............................................ 28
1.7.4. Propriétés en traction des TiAl en fonction de la température..................... 31
1.7.5. Modes de rupture.......................................................................................... 33
1.7.6. Fragilisation des TiAl................................................................................... 34
1.8. Intérêts à porter à la caractérisation des matériaux soumis à notre étude. ............... 35
Chapitre II. Matériaux étudiés et Techniques Expérimentales ......................................... 37
2.1. Présentation des mat