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Effet de l'oxydation sur le comportement mécanique de structures minces en alliages de titane

Baillieux, Jean. Effet de l'oxydation sur le comportement mécanique de structures minces en alliages de titane. PhD, Science et Génie des Matériaux, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2015

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Abstract

Les alliages de titane connaissent aujourd’hui un net essor dans les domaines industriels comme l’aéronautique grâce à leur bonne compatibilité avec les matériaux composites et leur très bon ratio rigidité / masse. Leur utilisation concerne des structures thermiquement. Lors d’oxydation, le titane peut voir sa teneur en oxygène augmenter notablement car sa maille alpha présente, à température élevée, une grande affinité pour l'oxygène. La diffusion de l’oxygène conduit à la formation d’un gradient de concentration en oxygène partant de la surface jusqu’au coeur de l’alliage. Cette zone affectée possède des propriétés mécaniques différentes de celles de l’alliage initial. L’étude de l’impact de ces modifications sur les propriétés mécaniques globales d’une structure en titane oxydée s’avère donc nécessaire afin de mieux appréhender le dimensionnement dans les conditions de service. C’est dans cette optique que deux alliages de titane, le Ti-50A et le Ti-6242-Si ont été investigués. La profondeur de la zone affectée par l’enrichissement en oxygène a d’abord été quantifiée après des essais d’oxydation à différentes températures. Les profils de concentration en oxygène, de microdureté y ont été déterminés. Les effets de la teneur en oxygène sur les paramètres de maille ont été analysés en diffraction des rayons X par rayonnement synchrotron. Dans un second temps, des essais de résonance acoustique, de traction et de fluage réalisés entre 500 et 600°C sur des éprouvettes minces avec différentes épaisseurs de zone affectée ont permis de quantifier les modifications des propriétés mécaniques. Une modélisation de la déformation viscoplastique tenant compte de la teneur locale en oxygène dans le matériau a été proposée. Des essais de fluage sur des éprouvettes spécifiques ont permis de comparer la modélisation proposée et les résultats expérimentaux.

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Poquillon, Dominique
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Deposited On:13 Nov 2020 09:30

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