Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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François SAINT-ANTONIN : Docteur de l’École Nationale Supérieure des Mines de Paris ENSMP - Ingénieur de Recherche au Centre d’Études Nucléaires de Grenoble - Commissariat à l’Énergie Atomique
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Lire l’articleINTRODUCTION
La déformation d’un matériau induite pendant le maintien constant de la température et de la contrainte est appelée fluage. Cette déformation est de nature viscoplastique et dépendante du temps de maintien.
Bien que le fluage soit possible à toutes les températures au-dessus du zéro absolu, cette déformation est activée thermiquement, c’est-à-dire que de faibles variations de température entraînent des variations importantes de la vitesse de déformation. Pour les alliages métalliques, le fluage n’intervient de façon importante qu’à des températures relativement élevées. Ainsi, le fluage est négligeable pour les alliages utilisés dans la réalisation de structures telles que les ponts ou les navires. Ce n’est pas le cas pour les cuves de centrales nucléaires devant fonctionner de nombreuses années à des températures supérieures à 400 oC. Le fluage peut être également important dans les parties chaudes des turbines à gaz et des turbomachines pour avions, où la température de certaines pièces atteint, actuellement, couramment 1 100 oC. Les comportements en fluage d’aciers type 316 L et d’alliages 800, pour les cuves de centrales nucléaires, ou des différents superalliages base nickel, pour les turbomachines d’avions, commencent à être bien cernés.
Le fluage doit être pris en considération dès que la température d’emploi est proche ou supérieure à 0,2 Tf (où Tf est la température de fusion de l’alliage considéré ) et /ou s’il existe des contraintes importantes. Ainsi, dans l’industrie du pétrole, le fluage peut ne pas être négligeable dans les unités de craquage où des températures et des contraintes très élevées peuvent être enregistrées.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1956 par André GUEUSSIER
- Version archivée 2 de déc. 1971 par André GUEUSSIER, Raoul HUET DE LA TOUR
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Conclusion6. Fluage associé aux phénomènes d’oxydation et /ou de fatigue
Dans les machines tournantes comme les turbines à gaz ou les turbomachines aéronautiques, le fluage est conjugué soit à l’oxydation, soit à la fatigue (sollicitations mécaniques cycliques), soit, bien souvent, à ces deux phénomènes.
6.1 Effet d’une atmosphère oxydante sur le comportement en fluage
Les deux principaux phénomènes d’oxydation sont :
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la création d’une couche protectrice par formation d’un composé plus ou moins stable (en général des oxydes) avec un ou des éléments de l’atmosphère ; dans le cas où il y a desquamation du composé, la section du matériau sollicitée décroît, la contrainte exercée augmente et donc la vitesse de déformation croît ; mais, si le composé est stable et forme un film continu à la surface du matériau, la vitesse de déformation décroît car une partie de la charge est supportée par ce film qui a bien souvent un caractère moins métallique et plus réfractaire ;
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la diffusion d’éléments de l’atmosphère oxydante dans le matériau ; il y a alors oxydation interne essentiellement le long des joints de grain par diffusion ; à hautes températures, si les mécanismes d’oxydation font intervenir un flux de lacunes, ce flux peut augmenter, ou réduire, le flux lié au fluage-diffusion 2.2 suivant le type de sollicitation de joint (tension, compression, etc.).
S’il n’y a pas formation d’une couche protectrice d’un composé stable à la surface de l’alliage pendant le fonctionnement des pièces, il est alors nécessaire de déposer des revêtements protecteurs sur les surfaces exposées. Ces revêtements empêchent la diffusion dans l’alliage des différents éléments (oxygène, soufre, etc.) de l’atmosphère oxydante. Ce sont des mélanges à base de nickel,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FROST (H.J.), ASHBY (M.F.) - Deformation-mechanism maps, The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics. - Pergamon Press Oxford (1982).
-
(2) - FREDHOLM (A.), STRADEL (J.L.) - High temperature alloys their exploitable potential. - MARRIOTT (J.B.), MERZ (M.), NIHOUL (J.) et WARD (J.) Elsevier Applied Science p. 9 (1987).
-
(3) - POIRIER (J.P.) - Plasticité à haute température des solides cristallins. - Eyrolles, Paris (1976).
-
(4) - KENNEDY (A.J.) - Processes of creep and fatigue in metals. - Oliver and Boyd LTD Edimbourg et Londres (1962).
-
(5) - EVANS (R.W.), WILSHIRE (B) - Creep of metals and alloys. - The Institute of Metals Londres (1985).
-
(6) - GAROFALO (F.) - Fundamentals of creep and creep rupture in metals (Déformation et rupture par fluage) - traduit par ANDRÉ (J.P.) Dunod Paris (1970).
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NORMES
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Produits en acier. Essai de fluage - NF A03-355 - Déc. 1985
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Forets à centrer pour centres sans chanfrein de protection. Type A. Indice de classement : E66-053. - NF ISO 866 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres avec chanfrein de protection. Type B Indice de classement E66-054. - NF ISO 2540 - Janv. 2004
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Forets à centrer pour centres à profil curviligne. Type R. Indice de classement : E66-055. - NF ISO 2541 - Janv. 2004
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 1 : fluage en traction. Indice de classement : T51-103-1. - NF EN ISO 899-1 - Oct. 2003
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Plastiques. Détermination du comportement au fluage. Partie 2 : fluage en flexion par mise en charge en trois points. Indice de classement : T51-103-2. - NF EN ISO 899-2 - Oct. 2003
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