Développement de matériaux multi échelles anti usure et anticorrosion pour remplacement des stellites en milieu nucléaire

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

PTA

Mots-clés

Alumine,

Cobalt -- Alliages,

Alliages fer-nickel,

Projection au plasma,

Tribologie (technologie),

Installations nucléaires

Le remplacement des Stellites, un superalliage base cobalt, en milieu nucléaire dans certaines parties du réacteur en milieu primaire a été étudié depuis les années soixante. Plusieurs nuances de revêtements base Fer et Nickel, sans ou avec très peu de cobalt, ont été développées dans ce sens. La quatrième génération de centrale impose également des conditions de fonctionnement très sévère pour les revêtements durs. L’idée principale de ce travail de thèse est de renforcer des nuances commerciales de superalliages base nickel avec des particules micrométriques et sub-micrométriques d’alumine par plasma d’arc transféré, Cold Spray et coprojection plasma simultanée de poudre et de suspension.Pour les dépôts PTA, l’analyse des dépôts a montré un raffinement de la microstructure mais une répartition inhomogène de l’alumine. L’ajout d’alumine n’a pas influé sur la microdureté des dépôts mais a permis d’améliorer la résistance à l’usure abrasive sous air. Les dépôts obtenus par projection plasma, en combinant projection classique de poudre et de suspension d’alumine, ont montrés un meilleur comportement tribologique sous conditions particulières. Les effets de l’ajout d’alumine dans la matrice ont été étudiés en observant la microstructure et en comparant les propriétés mécaniques des dépôts (micro dureté, et tests tribologiques représentatifs de l’application) pour différents taux de renforts (de 0 à 13% pds).