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Etude expérimentale des mécanismes de fermeture des pores par CIC dans un superalliage monocristallin CMSX4

  • Les aubes de turbines à gaz utilisées en particulier pour les turboréacteurs de l’aéronautique sont élaborées par fonderie en superalliage monocristallin à base de nickel. Le procédé de fonderie, ainsi que les traitements thermique d’homogénéisation réalisés à très haute température, induisent la présence de pores au sein des pièces qui affectent les propriétés mécaniques et la durée de vie des aubes. Afin de réduire cette porosité les motoristes effectuent un traitement de compression isostatique à chaud (CIC) au cours duquel la porosité diminue par fermeture des pores. Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués au cours du traitement de CIC, nous avons lancé un programme de recherche dans le cadre du projet ERA-Net MICROPORE. La modélisation par champ de phase des mécanismes en jeu est présentée au cours de ce colloque. Nous présentons dans cette affiche un des volets de la caractérisation expérimentale du projet. Des échantillons deLes aubes de turbines à gaz utilisées en particulier pour les turboréacteurs de l’aéronautique sont élaborées par fonderie en superalliage monocristallin à base de nickel. Le procédé de fonderie, ainsi que les traitements thermique d’homogénéisation réalisés à très haute température, induisent la présence de pores au sein des pièces qui affectent les propriétés mécaniques et la durée de vie des aubes. Afin de réduire cette porosité les motoristes effectuent un traitement de compression isostatique à chaud (CIC) au cours duquel la porosité diminue par fermeture des pores. Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués au cours du traitement de CIC, nous avons lancé un programme de recherche dans le cadre du projet ERA-Net MICROPORE. La modélisation par champ de phase des mécanismes en jeu est présentée au cours de ce colloque. Nous présentons dans cette affiche un des volets de la caractérisation expérimentale du projet. Des échantillons de superalliage CMSX4 sont observés après traitement de mise en solution et CIC sous 103 MPa à 1288°C pour différentes durées. Les pores présents sont caractérisés par microscopie électronique à balayage (MEB) afin de suivre l’évolution du taux de porosité au cours du traitement. Une caractérisation plus détaillée de pores partiellement refermés est menée par MEB et grâce à la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD). Une vision tridimensionnelle de ces défauts est obtenue par des coupes métallographiques effectuées par découpe ionique (FIB). Le projet ERA – Net MICROPORE est financé en Allemagne par la DFG (projects EP 136/1-1 and FE933/2-1) et en France par l’ANR (projects ANR15-MERA-000-03 and ANR15-MERA-0003-04).zeige mehrzeige weniger
  • Data about the creep behaviour of metals and their alloys at temperatures close to the melting point are very limited. The reason is that most engineering alloys are used at temperatures below 0.6-0.8 of their melting point, so, investigation of creep at higher temperatures has no practical relevance. For some special applications however it is important, in our case hot isostatic pressing (HIP) of singlecrystal turbine blades cast from nickel-base superalloys. In order to remove porosity the blades are HIPed at temperatures between -solvus and solidus where superalloy has no strengthening -phase and therefore is very soft. For example, the company Howmet Castings HIPs the superalloy CMSX-4 at the temperature 1288°C, which corresponds to a homologous temperature of about 0.97=1561 K/1612 K (solidus temperature). Knowledge about the creep behaviour of CMSX-4 at this temperature and understanding of the creep mechanisms are necessary to model the kinetics of pore closure during HIPingData about the creep behaviour of metals and their alloys at temperatures close to the melting point are very limited. The reason is that most engineering alloys are used at temperatures below 0.6-0.8 of their melting point, so, investigation of creep at higher temperatures has no practical relevance. For some special applications however it is important, in our case hot isostatic pressing (HIP) of singlecrystal turbine blades cast from nickel-base superalloys. In order to remove porosity the blades are HIPed at temperatures between -solvus and solidus where superalloy has no strengthening -phase and therefore is very soft. For example, the company Howmet Castings HIPs the superalloy CMSX-4 at the temperature 1288°C, which corresponds to a homologous temperature of about 0.97=1561 K/1612 K (solidus temperature). Knowledge about the creep behaviour of CMSX-4 at this temperature and understanding of the creep mechanisms are necessary to model the kinetics of pore closure during HIPing as well as to plan the parameters of the HIP process.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:B. Viguier
Koautoren/innen:D. Poquillon, A. Ruffini, Y. Le Bouar, A. Finel, Bernard Fedelich, Titus Feldmann, M. Ijaz
Dokumenttyp:Posterpräsentation
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Französisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Experimentelle und modellbasierte Werkstoffmechanik
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:CMSX4; Creep; Dislocations; Superalloy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Life Cycle von Komponenten
Veranstaltung:Plasticité 2018
Veranstaltungsort:Nancy, France
Beginndatum der Veranstaltung:09.04.2018
Enddatum der Veranstaltung:11.04.2018
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:07.05.2018
Referierte Publikation:Nein