Comportement et endommagement en fatigue et fatigue-fluage à haute température de différents états microstructuraux du superalliage base-nickel Udimet 720 / Thomas BILLOT  

Titre : Comportement et endommagement en fatigue et fatigue-fluage à haute température de différents états microstructuraux du superalliage base-nickel Udimet 720 Type de document : thèse Auteurs : Thomas BILLOT, Auteur ; José MENDEZ, Directeur de thèse ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Eric ANDRIEU, Rapporteur ; Armand COUJOU, Rapporteur ; Alain HAZOTTE, Examinateur ; Antoine ORGANISTA, Examinateur ; Didier LOCQ, Examinateur Année de publication : 2010 Importance : 186 p. Note générale : NNT 2010ESMA0002 Remerciements Table des matières Résumé Mots clés Langues : Français (fre) Catégories : Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus) Matériaux:Détérioration Matériaux:Fatigue Matériaux:Fluage Nickel:Alliages Oxydation Résumé : MATERIAUX ET TECHNIQUES EXPERIMENTALES Matériau étudié : l'Udimet 720 Techniques de caractérisation Présentation des lots matières de l'étude Procédures expérimentales INTERACTIONS FATIGUE-FLUAGE A HAUTE TEMPERATURE Essais mécaniques Mécanismes de déformation Processus d'endommagement Effets d'environnement REPERCUSSION D'UN SURVIEILLISSEMENT SUR LES PROPRIETES EN FATIGUE-FLUAGE Caractérisation microstructurale des états survieillis Répercusssion du suviellissement sur les propriétés mécaniques SYNTHESE ET PERSPECTIVES En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/index.php?halsid=86tdtf9mvnqbduteu45es5ee45&view [...]

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Effect of a Prior Plastic Deformation during Heat Treatments on the Mechanical Properties of Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application / Satoshi UTADA  

Titre : Effect of a Prior Plastic Deformation during Heat Treatments on the Mechanical Properties of Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application Titre original : Effet d'une pré-déformation plastique au cours des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques des superalliages base Ni pour l'application d'aubes de turbine Type de document : thèse Auteurs : Satoshi UTADA, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Jérémy RAME, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Bernard VIGUIER, Rapporteur ; Roger C. REED, Rapporteur ; Pedro PORTELLA, Examinateur ; Florence PETTINARI-STURMEL, Examinateur Importance : 192 p. Note générale : NNT 2020ESMA0019 Table of Contents General Introduction Abstract Keywords Catégories : Alliages réfractaires Déformations (mécanique) Durée de vie (ingénierie) Matériaux:Détérioration Matériaux:Effets des hautes températures Matériaux:Fluage Métaux:Traitement thermique Microstructure (physique) Nickel:Alliages Plasticité Résumé : LITERATURE REVIEW AND RESEARCH BACKGROUND Cast Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application High-Temperature Deformation and Durability of Superalloys Pre-Straining Effect Previous Experimental Results Research Objectives EXPERIMENTAL PROCEDURES Materials Specimen Preparation Tensile Plastic Deformation (Pre-Deformation) Heat Treatment Creep Tests Very High Cycle Fatigue Tests Microstructure Characterizations MICROSTRUCTURE EVOLUTION AFTER PRE-DEFORMATION AND REJUVENATION TREATMENT Introduction Tensile Pre-Deformation of Experimental Materials Microstructure Evolution during Aging Treatments of AM1 after Pre-Deformation Microstructures of AM1 after High-Temperatures Pre-Deformation Effect of Chemical Compositions on the Microstructure Evolution Behavior Rejuvenation Treatment on the Pre-Deformed Materials Summary CREEP DAMAGING MECHANISMS OF PRE-DEFORMED NI-BASED SINGLE CRYSTAL SUPPERALLOYS Introduction Creep Damaging Mechanisms of SX Superalloys with Pre-Deformation at RT Examination of Damage Localization using Different Materials Histories and Test Conditions Summary VHCF PROPERTIES OF PRE-DEFORMED AM1 SX SUPERALLOY Introduction Fractographic Observations Microstructure Characterization of Specimen's Longitudinal Section Effect of Pre-Deformation in Fully Reversed Condition R=-1 Enhanced Shearing and Recrystallization at Positive Stress Ratio Condition, R=0.5 VHCF Life Restoration by Rejuvenation Heat Treatment Summary GENERAL CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03166502

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Effet du vieillissement du superalliage base nickel N18 pour disques de turbines sur sa durabilité en fatigue et en fatigue-fluage à 700°C / Benjamin FLAGEOLET

Titre : Effet du vieillissement du superalliage base nickel N18 pour disques de turbines sur sa durabilité en fatigue et en fatigue-fluage à 700°C Type de document : thèse Auteurs : Benjamin FLAGEOLET ; José MENDEZ, Directeur de thèse ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; LMPM ENSMA UMR CNRS 6617, Commanditaire ; Elisabeth GAUTIER, Rapporteur ; Jean-Loup STRUDEL, Rapporteur ; Yves BRECHET, Examinateur ; Armand COUJOU, Examinateur ; José MENDEZ, Examinateur ; Patrick VILLECHAISE, Examinateur ; Didier LOCQ, Examinateur ; Jean-Yves GUEDOU, Examinateur Importance : 194 p. Note générale : Remerciements Table des matières Introduction Annexes Références bibliographiques Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires Matériaux Matériaux:Détérioration Matériaux:Fatigue Matériaux:Fissuration Matériaux:Fluage Nickel Nickel:Alliages Oxydation Index. décimale : TH-05 Résumé : MATERIAU ET PROCEDURES EXPERIMENTALES Matériau étudié Procédures expérimentales Analyse du vieillissement Microscopie électronique CARACTERISATION DU VIEILLISSEMENT MICROSTRUCTURAL DU N18 Premières observations La théorie LSW Etude du vieillissement à 785°C Estimation des paramètres caractérisant les processus de diffusion Discussion sur l'arrêt de la croissance des précipités tertiaires Représentation du ralentissement de la croissance des γ' III Effet de la température sur les caractéristiques du plateau Equivalences temps-température Vieillissement sous chargement mécanique REPERCUSSIONS DU VIEILLISSEMENT SUR LA DURABILITE EN FATIGUE ET FATIGUE-FLUAGE DU SUPERALLIAGE N18 Traction Fluage Fatigue Fatigue-fluage CONCLUSION

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Etude statistique et numérique des interactions bandes de glissement-joints de grains : application aux superalliages de nickel / Julien GENEE  

Titre : Etude statistique et numérique des interactions bandes de glissement-joints de grains : application aux superalliages de nickel Type de document : thèse Auteurs : Julien GENEE, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Loïc SIGNOR, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Marion RISBET, Rapporteur ; Stéphane BERBENNI, Rapporteur ; Olivier CASTELNAU, Examinateur ; Maxime SAUZAY, Examinateur Importance : 296 p. Note générale : NNT 2017ESMA0024 Remerciements Table des matières Introduction générale Annexes Liste des figures Liste des tables Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires Contraintes (mécanique) Déformations (mécanique) Elasticité Éléments finis, Méthode des Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus) Joints de grains Macles (cristallographie) Microscopie électronique à balayage Nickel:Alliages Simulation par ordinateur Résumé : CONTEXTE ET ETAT DE L'ART Contexte et rappels sur la fatigue Comportement du monocristal Comportement du polycristal Transmission du glissement aux joints de grains Interaction bandes de glissement-joints de grains dans les superalliages base Ni Modélisation et simulation numérique de la plasticité cristalline Objectifs et démarche de travail Références bibliographiques ANALYSE STATISTIQUE DE L'INTERACTION BANDES DE GLISSEMENT-JOINTS DE GRAINS POUR L'ALLIAGE UDIMET™ 720LI Microstructures analysées et techniques expérimentales Description du protocole expérimental Nature et occurrence des interactions bandes de glissement-joints de grains Analyse des grandeurs cristallographiques décrivant les interactions bandes de glissement-joints de grains Critères de transmission du glissement Synthèse du chapitre Références bibliographiques APPROCHES DE MODELISATION DE L'INTERACTION BANDE DE GLISSEMENT-JOINT DE GRAINS Motivations, enjeux et principe de l'étude numérique Stratégie de Modélisation "Bande Fictive" (MBF) Stratégie de modélisation BiCristalline (BiC) Synthèse du chapitre Références bibliographiques ANALYSE PAR SIMULATION NUMERIQUE DES INTERACTIONS BANDES DE GLISSEMENT-JOINTS DE GRAINS/MACLE Analyse des configurations associées expérimentalement à des cas de micro-volumes Analyse des configurations associées expérimentalement à des cas de transmission du glissement Activation de bandes de glissement dans les micro-volumes Apport des simulations numériques sur l'influence de l'angle de twist Synthèse du chapitre Références bibliographiques CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01696213

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Etudes des relations entre microstructure et propriétés mécaniques du nouveau superalliage base nickel AD730™ / Louis THEBAUD  

Titre : Etudes des relations entre microstructure et propriétés mécaniques du nouveau superalliage base nickel AD730™ Type de document : thèse Auteurs : Louis THEBAUD, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Bernard VIGUIER, Rapporteur ; Denis DELAGNES, Rapporteur ; Alain HAZOTTE, Examinateur ; Nathalie BOZZOLO, Examinateur ; Didier LOCQ, Examinateur Importance : 308 p. Note générale : NNT 2017ESMA0033 Remerciements Table des matières Table des acronymes Introduction générale Références bibliographiques Résumé Mots clés Annexes Catégories : Alliages réfractaires:Propriétés mécaniques Alliages:Fatigue Contraintes (mécanique) Déformations (mécanique) Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus) Joints de grains Matériaux:Fluage Métaux:Effets des hautes températures Microstructure (physique) Nickel:Alliages Oxydation Thermodynamique Turbines à gaz Résumé : L'AD730™, UN NOUVEAU SUPERALLIAGE POUR DISQUES DE TURBINES Généralités sur les superalliages base nickel Relations entre microstructures et propriétés mécaniques Genèse de l'AD730™ MATERIAU ET DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX Procédures expérimentales Matériau INFLUENCE DE DIFFERENTS PARAMETRES MICROSTRUCTURAUX SUR LES PROPRIETES EN FLUAGE DE L'ALLIAGE Eléments bibliographiques sur les relations entre paramètres microstructuraux et propriétés en fluage Etude de l'influence de la taille de grains Etude de l'influence de la taille de la précipitation γ' Synthèse INFLUENCE DES EFFETS D'ENVIRONNEMENT SUR LES PROPRIETES DE L'ALLIAGE Eléments bibliographiques sur l'oxydation des superalliages Caractérisation des oxydes Influence sur les propriétés mécaniques FATIGUE - TEMPS DE MAINTIEN Eléments bibliographiques Influence du temps de maintien à contrainte maximale appliquée Influence de la contrainte maximale appliquée Comparaison aux autres alliages CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01735104

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Impact des carbures sur la variabilité des propriétés en fatigue de superalliages base nickel pour disques / Adèle GOVAERE  

Titre : Impact des carbures sur la variabilité des propriétés en fatigue de superalliages base nickel pour disques Type de document : thèse Auteurs : Adèle GOVAERE, Auteur ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Anne-Laure ROUFFIE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Anne-France GOURGUES-LORENZON, Rapporteur ; J ALEXIS, Rapporteur ; Eric ANDRIEU, Examinateur ; D. TEXIER, Examinateur Importance : 238 p. Note générale : NNT 2020ESMA0020 Remerciements Table des matières Introduction générale Références bibliographiques Annexes Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires Alliages:Fatigue Alliages:Fissuration Alliages:Oxydation Carbures Essais dynamiques Métaux:Inclusions Microscopie électronique à balayage Microstructure (physique) Nickel:Alliages Oxydes de niobium Résumé : MATIÈRE ET DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX Bibliographie : Procédés d'élaboration et définition des inclusions non métalliques Protocoles expérimentaux Microstructures initiales et caractérisation des inclusions présentes dans l'AD730™ EFFET DE L'OXYDATION SUR LES INCLUSIONS NON MÉTALLIQUES Bibliographie : Oxydation de la matrice et des inclusions Essais d'oxydation statique IMPACTS DE LA PRÉSENCE D'INCLUSIONS PRÉ-FISSURÉES/OXYDÉES SUR LES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES Bibliographie : Conditions favorisant l'amorçage de fissures sur les inclusions Essais de traction Essais de fatigue oligocyclique et de fissuration DISCUSSION Conditions favorisant l'amorçage de fissures sur inclusions et la propagation aux grains voisins CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03232119

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Impact du sur-vieillissement métallurgique sur le comportement et la durabilité du nouveau superalliage pour disque de turbine René 65 / Aude LAURENCE  

Titre : Impact du sur-vieillissement métallurgique sur le comportement et la durabilité du nouveau superalliage pour disque de turbine René 65 Type de document : thèse Auteurs : Aude LAURENCE, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Jonathan CORMIER, Directeur de thèse ; Thomas BILLOT, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Dominique POQUILLON, Rapporteur ; Jean-Hubert SCHMITT, Rapporteur ; Joël DOUIN, Examinateur ; Nathalie BOZZOLO, Examinateur Importance : 264 p. Note générale : NNT 2016ESMA0006 Remerciements Table des matières Table des notations Introduction générale Annexes Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires Déformations (mécanique) Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus) Joints de grains Matériaux:Fluage Métaux:Effets des hautes températures Microscopie électronique à balayage Microstructure (physique) Molybdène:Alliages Nickel:Alliages Résistance des matériaux Résumé : MATERIAU, CONTROLE DES MICROSTRUCTURES ET PROCEDURES EXPERIMENTALES Matériau étudié : le René 65 Traitements thermiques réalisés Essais mécaniques CARACTERISATION DU SUR-VIEILLISSEMENT MICROSTRUCTURAL DU RENE 65 Le sur-vieillissement métallurgique dans les superalliages base Nickel Le sur-vieillissement thermique dans le René 65 Méthodologie permettant de découpler les effets du vieillissement thermique statique sur les propriétés mécaniques REPERCUSSION DU SUR-VIEILLISSEMENT METALLURGIQUE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES Influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés mécaniques : éléments bibliographiques Influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés mécaniques du René 65 Discussion Synthèse DISCUSSION Quelles sont les répercussions du chargement mécanique sur les cinétiques de croissance des précipités γ' intragranulaires ? Quel est l'impact des particules TCP sur les mécanismes de déformation en fluage à 700°C ? Pourquoi les particules TCP précipitent-elles préférentiellement autour des précipités γ'I et aux joints de grains ? Quelles sont les répercussion des particules TCP sur l'endommagement en fluage à 700°C ? Synthèse et discussion CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES GENERALES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01371652

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Prévision des propriétés mécaniques de superalliages base nickel en relation avec leur microstructure granulaire de précipitation / Marco PANELLA  

Titre : Prévision des propriétés mécaniques de superalliages base nickel en relation avec leur microstructure granulaire de précipitation Type de document : thèse Auteurs : Marco PANELLA, Auteur ; Patrick VILLECHAISE, Directeur de thèse ; Loïc SIGNOR, Directeur de thèse ; Marc BERNACKI, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Fabrice BARBE, Rapporteur ; Moukrane DEHMAS, Rapporteur ; Muriel VERON, Examinateur ; Joël DOUIN, Examinateur Année de publication : 2021 Importance : 280 p. Note générale : NNT 2021ESMA0008 Table des matières Remerciements Annexes Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires:Propriétés mécaniques Contraintes (mécanique) Déformations (mécanique) Durcissement par vieillissement Microstructure (physique) Nickel:Alliages Polycristaux Note de contenu : INTRODUCTION GÉNÉRALE Bibliographie LES SUPERALLIAGES BASE NICKEL Généralités Influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques Conclusion Bibliographie MATÉRIAU, MICROSTRUCTURES ET TECHNIQUES EXPÉRIMENTALES Introduction Éprouvettes et traitements thermiques Mesure d'orientation cristallographique (Analyses EBSD) Caractérisation de la microstructure de précipitation (Observations MEB) Essais mécaniques Synthèse des résultats et conclusions Bibliographie COMPORTEMENT MONOGRANULAIRE ET POLYCRISTALLIN EN TRACTION ET TRACTION-RELAXATION Introduction Comportement en traction Étude du comportement en relaxation Synthèse des résultats et conclusions Bibliographie MODÉLISATION DU DURCISSEMENT DES SUPERALLIAGES BASE NICKEL γ/γ' État de l'art Durcissement dans les alliages monogranulaires Durcissement dans les polycristaux Conclusions Bibliographie SIMULATION ÉLÉMENTS FINIS EN CHAMPS COMPLET Positionnement et état de l'art Simulation du comportement du monograin Simulation du comportement du polycristal Cas des microstructures à gradient de taille de grains Conclusions Bibliographie CONCLUSIONS GÉNÉRALES ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03477822

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Réponse aux chocs de superalliages base Nickel produits par forgeage ou par fabrication additive / Étienne BARRAUD  

Titre : Réponse aux chocs de superalliages base Nickel produits par forgeage ou par fabrication additive Type de document : thèse Auteurs : Étienne BARRAUD, Auteur ; Thibaut de RESSÉGUIER, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Michel ARRIGONI, Rapporteur ; Laurent BERTHE, Rapporteur ; Sophie BATON, Examinateur ; Jonathan CORMIER, Examinateur ; Sophie COSTIL, Examinateur Importance : 161 p. Note générale : NNT 2022ESMA0022 Remerciements Table des matières Introduction Bibliographie Annexes Résumé Mots clés Catégories : Alliages réfractaires:Fissuration Choc (mécanique) Déformations (mécanique) Dynamique ultra-rapide Forgeage Inclusions Joints de grains Microstructure (physique) Nickel:Alliages Porosité Prototypage rapide Rupture, Mécanique de la Résumé : ÉTAT DE L'ART Les superalliages base nickel Fabrication additive Comportement dynamique des matériaux métalliques issus de la FA Choix des matériaux étudiés OUTILS Outils théoriques Outils expérimentaux Outils numériques CARACTÉRISATION PRÉ-CHOC Préparation des cibles Microstructures initiales Masse volumique Vitesses de propagation des ondes élastiques RÉSULTATS Mesures de vitesses résolues en temps Observations post-choc CONCLUSION Bilan général Perspectives En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03997823

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Simulation des vitesses de propagation d'une fissure dans un alliage à base de nickel à haute température sous vide et sous chargement de fatigue-fluage / Alexandre PIARD

Titre : Simulation des vitesses de propagation d'une fissure dans un alliage à base de nickel à haute température sous vide et sous chargement de fatigue-fluage Type de document : thèse Auteurs : Alexandre PIARD ; Denys GAMBY, Directeur de thèse ; José MENDEZ, Directeur de thèse ; LMPM ENSMA UMR CNRS 6617, Commanditaire ; Claude PRIOUL, Rapporteur ; Gérard VALENTIN, Rapporteur ; Jean-Luc LATAILLADE, Examinateur ; Dominique PERREUX, Examinateur ; José MENDEZ, Examinateur ; Denys GAMBY, Examinateur ; Gilbert HÉNAFF, Examinateur Importance : 259 p. Note générale : Liste des notations Introduction Annexes Références bibliographiques Sommaire Résumé Mots clés Catégories : Matériaux Matériaux:Fatigue Matériaux:Fissuration Matériaux:Fluage Nickel Nickel:Alliages Index. décimale : TH-03 Résumé : INTERACTIONS FATIGUE-FLUAGE Eléments de mécanique de la rupture Approsches globales de la fissuration Approches unidimensionnelles de la fissuration DONNEES EXPERIMENTALES CONCERNANT L'ATGP3 Mécanismes de fissuration dans les superalliages à base nickel L'alliage Astroloy ATGP3 Essais de fluage Essais de fissuration SIMULATION DE LA PROPAGATION D'UNE FISSURE LORS D'UN CHARGEMENT CYCLIQUE SANS TEMPS DE MAINTIEN Ingrédients intervenant dans la simulation proposée Formulation du problème Résolution numérique simplifiée Simulation de la phase de pré-endommagement Résultats de la simulation de la propagation d'une fissure lors du chargement cyclique Synthèse SIMULATION DE LA PROPAGATION D'UNE FISSURE LORS D'UN CHARGEMENT CYCLIQUE AVEC TEMPS DE MAINTIEN Ingédients intervenant dans les simulations proposées Simulations proposées Résultats de la simulation avec temps de maintien Synthèse

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