Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Claude MONS : Chef du service Études Métallurgiques des Pièces au Département Matériaux et Procédés de SNECMA
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Les traitements thermiques des superalliages interviennent à tous les stades de mise en œuvre, depuis l’élaboration des demi-produits jusqu’à la livraison des pièces finies. Ils conditionnent de façon évidente la qualité du produit fini, les propriétés mécaniques des matériaux et, en grande partie, l’homogénéité des résultats obtenus.
Il est d’usage de considérer que les traitements effectués en amont des fabrications propres de pièces, tels que les homogénéisations de composition chimique, à haute température et en longue durée ou les préchauffes avant mise en forme, ne sont pas à proprement parler des traitements thermiques. Ils conditionnent cependant la qualité du matériau initial à la production de pièces et, particulièrement, la réponse locale du matériau aux traitements thermiques proprement dits, participant à la capacité à respecter les objectifs de propriétés et la distribution statistique de celles-ci.
La réalisation de séquences de déformation à des niveaux de température particuliers suivies ou non de refroidissements contrôlés permet, par ailleurs, d’obtenir des microstructures à très hautes caractéristiques, par recristallisations successives. Ces méthodes, décrites sous l’appellation de traitements thermomécaniques, ne font pas l’objet de cet article. Elles sont particulièrement bien étudiées dans les cas des structures à grains fins obtenues ou non par métallurgie des poudres, mise en œuvre par filage et forgeage isotherme. Les traitements thermiques proprement dits s’effectuent sans déformation et correspondent d’une part aux mises en solution, stabilisation ou précipitation qui vont permettre d’adapter la microstructure initiale et de déterminer les propriétés en service et, d’autre part, aux traitements d’adoucissement et de relaxation des contraintes liées au forgeage, au soudage, à l’usinage, etc.
Un ensemble cohérent de ces traitements permettra de garantir le comportement des pièces réalisées.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1982 par James H. DAVIDSON
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Superalliages4. Perspectives d’évolution des traitements thermiques
Les évolutions dans le domaine des traitements thermiques, à moyen terme, concerneront surtout la maîtrise complète de la chaîne allant du matériau vierge à la pièce finale.
Les principaux efforts porteront sur la modélisation des différentes étapes de traitements thermiques ou thermomécaniques, prenant en compte les lois de comportement des matériaux et, par exemple, l’effet d’écrouissage local dû aux contraintes internes.
Ces approches devraient, à terme, permettre de maîtriser les processus de manière à optimiser les microstructures locales des pièces, dans la mesure de l’existence d’outils appropriés.
Une première application pourrait être les disques de turbine à structure duale, où les parties chaudes fonctionnant en fluage seraient plutôt à gros grains, et où les parties fonctionnant plutôt en fatigue seraient à grains fins. Il est à noter que des expériences ont été conduites avec succès en laboratoire.
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Perspectives d’évolution des traitements thermiques
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - HONNORAT (Y.) - Les superalliages de nickel, clef des technologies à haute température. - Annales des Mines, vol. 192, no 2, p. 83-92, fév. 1985.
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(5) - BOESCH (W.J.), CANADA (H.B.) - Precipitations reactions and stability of Ni3Nb Inconel 718 alloy. - Seven spring International symposium structural stability in superalloys. ASM-AIME International symposium, vol. 2, p. 579-96 (1968).
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