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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 34/5 - 2009  - pp.275-287  - doi:10.3166/acsm.34.275-287
TITRE
Oxydation à haute temperature d'’alliages base cobalt de fonderie renforcés par differents types de carbures MC (M = Ta, Nb, Hf ou Zr)

TITLE
High temperature oxidation of cast cobalt-based alloys reinforced by different MC carbides (M = Ta, Nb, Hf or Zr)

RÉSUMÉ
La morphologie des carbures NbC, HfC et ZrC dans des alliages de fonderie à base de cobalt, ainsi que leur stabilité et leur comportement en oxydation à haute température ont été étudiés. Des alliages de type Co-8Ni-30Cr-0,2 ou 0,4C (% massique) additionnés de niobium, d'’hafnium ou de zirconium, avec des teneurs permettant d'’obtenir exclusivement des carbures MC de densités similaires, ont été élaborés par fonderie par induction à haute fréquence et comparés à un alliage classique contenant des carbures TaC de même densité. A l'’état brut de coulée, les carbures NbC, HfC et ZrC ont la même morphologie que les TaC et ils forment aussi un eutectique interdendritique avec la matrice. De façon similaire aux carbures TaC, lors d’'une exposition prolongée à 1 200°C leur fraction volumique tend à diminuer et leur forme devient fragmentée, mais sans diminution systématique de la dureté des alliages. En oxydation à 1 200°C, les alliages contenant les carbures NbC, HfC ou ZrC présentent des prises de masse beaucoup plus rapides que l’'alliage équivalent avec carbures TaC, et en fin d’essai, leur surface est majoritairement recouverte d’oxydes de type spinelle au lieu de la chromine dans le cas de l’'alliage avec carbures TaC.


ABSTRACT
 The aim of this work is to study if NbC, HfC and ZrC carbides can be obtained in a cobalt-based alloy, and what can be the high temperature behaviours of alloys containing such MC carbides in both stability and oxidation. Several alloys, all based on Co-8Ni-30Cr-0,2 or 0,4C (weight contents), and containing quantities of Nb, Hf or Zr which allow obtaining the same carbides densities, were synthesized by high frequency induction melting, and compared to a similar TaC-containing alloy. The as-cast alloys display NbC, HfC or ZrC carbides forming an interdendritic eutectic with matrix. After several tens hours at 1200°C, all carbides are affected by a decrease in volume fraction and by a fragmentation phenomenon. This effect does not influence significantly the room temperature hardness of the alloys. Oxidation of the (Nb, Hf or Zr)C-containing alloys at 1200°C is much faster than for a TaC-containing alloy. After thermogravimetry runs, external oxides formed on the (Nb, Hf or Zr)C-containing samples are mainly spinels while a TaC-containing alloy is still covered by chromia.

 



AUTEUR(S)
Patrice BERTHOD

Reçu le 20 septembre 2008.    Accepté le 10 octobre 2009.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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