Oxidation of Thin Nickel-Based Superalloy Specimens: Kinetics Study and Mechanical Integrity

Autor: Jonathan Cormier, Clara Desgranges, Denis Delagnes, Damien Texier, Daniel Monceau, S. Knittel, Charles Romain
Přispěvatelé: Institut Clément Ader (ICA), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Safran Tech, Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Safran Aircraft Engines, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), ANR-18-CE08-0003,COMPAACT,Etude du couplage ' corrosion-oxydation-comportement mécanique ' par des techniques de caractérisation avancées(2018), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique (FRANCE), Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Poitiers (FRANCE), SAFRAN (FRANCE), Institut Recherche et Ingénierie en Matériaux, Mécanique et Energétique - Pprime (Chasseneuil-du-Poitou, France)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Oxidation of Metals
Oxidation of Metals, 2021, 96 (1-2), pp.169-182. ⟨10.1007/s11085-021-10075-2⟩
Oxidation of Metals, Springer Verlag, 2021, 96 (1-2), pp.169-182. ⟨10.1007/s11085-021-10075-2⟩
ISSN: 0030-770X
1573-4889
DOI: 10.1007/s11085-021-10075-2⟩
Popis: International audience; The oxidation behavior of a nickel-based superalloy was investigated from 650 to 1,000 °C for up to 1,000 h in air. Samples with thicknesses ranging from 20 to 500 µm were used to document the evolutions of microstructure and oxide scale. Oxidation products and subsurface evolution of the metal microstructure were characterized by XRD and EDS analyses. Local breakaway was observed after 600 h at 800 °C and after 100 h at 900 °C due to the full consumption of Cr from the alloy. Room temperature tensile tests were performed on aged and pre-oxidized specimens with thicknesses ranging from 20 µm to 500 µm, at 800 °C. The results were compared to tensile tests performed on the as-received metallurgical state. Both size effects due to sample thickness reduction and to sample thickness/pre-oxidation width ratio were examined onto the mechanical behavior. Interestingly, the formation of TCP phases, the oxide layer and the subsequent Cr-depleted subsurface region from either aging or oxidation treatments impairs the mechanical integrity. Bulk and subsurface regions are impacted, especially for tens-of-micrometer thin samples.
Databáze: OpenAIRE
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