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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 33/1 - 2008  - pp.59-80  - doi:10.3166/acsm.33.59-80
TITRE
Influence de l’'orientation dendritique sur la cinétique d'’oxydation à haute température d'’alliages de nickel contenant des carbures

TITLE
Influence of the dendrites orientation on the high temperature oxidation kinetics of ternary nickel-base alloys containing chromium carbides

RÉSUMÉ

Deux alliages de nickel avec la même teneur en chrome et avec deux densités de carbures ont été élaborés par fonderie et testés en oxydation à haute température. Les essais thermogravimétriques ont été réalisés à 1 000, 1 100 et 1 200°C, sur deux types d’'échantillons. Ces derniers ont été découpés dans les lingots pour que la surface extérieure soit majoritairement parallèle ou perpendiculaire aux dendrites. Les constantes d'’oxydation obtenues ont pu être découplées pour préciser la contribution de chaque type de surface. Pour l’'alliage à faible taux de carbures la cinétique d'’oxydation est plus rapide pour une surface majoritairement parallèle aux dendrites tandis que c'est le contraire pour l’'alliage à fort taux de carbures. Il en est de même pour les constantes découplées. Pour chaque alliage, l’'énergie d'activation semble être liée à l’'orientation dendritique. La diffusion du chrome au travers de la zone affectée par l’'oxydation est plus rapide quand l'’alliage contient plus de carbures et quand la surface est perpendiculaire aux dendrites.



ABSTRACT

Two chromium-containing nickel alloys with two carbides densities, were elaborated by casting. Two types of samples for thermogravimetry tests were cut following two orientations with regard to the external surface, in order to allow the uncoupling of constants. Oxidation tests were performed at 1000, 1100 and 1200°C for 50 hours and both transient oxidation and parabolic oxidation constants were studied. For the alloy with the lowest carbon content, the oxidation rate of the sample with a main surface parallel to the underlying dendrites is higher than for the other sample, with a main surface perpendicular to the dendrites. On the contrary, oxidation of the alloy with the highest carbon content is faster when the external surface is mainly perpendicular to the dendrites. These two observations are enhanced for the uncoupled constants. For both alloys, the oxidation rate seems to be governed by two levels of activation energy related to the two orientations. A perpendicular orientation and a more dense carbides network both lead to higher diffusion coefficients for chromium in the sub-surface.



AUTEUR(S)
Patrice BERTHOD, Sébastien NOEL, Lionel ARANDA

Reçu le 25 octobre 2006.    Accepté le 12 mars 2007.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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