Essais de traction sur l’alliage 718 enrichi en Mo, à l’état vieilli

Une campagne d’essais de traction sur un alliage modèle de type alliage 718 enrichi en Mo à l’état vieilli a été menée dans le cadre de cette étude. L’objectif est d’évaluer l’effet de la teneur en Mo entre deux alliages microstructuralement proches sur le comportement en traction (étendue du domaine PLC et déformation critique en particulier). L’alliage 718 enrichi en Mo comporte environ 50% de Mo en plus que l’alliage de référence. Le détail des essais de traction réalisés sur l’alliage 718+Mo est consigné dans le Tableau 3 de l’annexe 1.

III.1.3.1. Résumé des résultats expérimentaux

La campagne d’essais de traction a été réalisée sur un nombre limité d’éprouvettes de traction de géométrie et de taille de grains comparables à celle de l’alliage 718 de l’étude. L’ensemble des couples de conditions thermomécaniques d’essais sont reportés sur le graphique de la Figure III-11 qui permet une comparaison de l’étendue du domaine inverse de l’effet PLC avec le domaine inverse de référence de l’alliage 718 vieilli. La Figure III-12 consigne quant à elle l’évolution de en fonction de la température pour trois vitesses de déformation.

Figure III-11- Représentation pour l’alliage modèle enrichi en Mo des domaines d’occurrence de l’effet PLC (carrés bleus), d’absence d’effet PLC (carrés rouges). La délimitation du domaine inverse pour cet alliage apparait en traits pleins. La comparaison avec l’alliage 718 à l’état vieilli de référence apparait en pointillés.

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Figure III-12- Evolution de la déformation critique en fonction de la température pour trois vitesses de déformation pour l’alliage modèle enrichi en Mo, comparaison des minima de c, à la transition entre

domaine normal et domaine inverse, entre l’alliage 718 et l’alliage 718+Mo.

La méthode de détermination des énergies d’activation des domaines normal et inverse par la représentation d’occurrence ou d’absence d’effet PLC dans un plan fournit les résultats suivants :

- Domaine inverse : d’où - Transition normal / inverse :

Le nombre d’essais pratiqués sur cet alliage ne permet pas, tel que pour l’alliage 718, d’appliquer toutes les méthodes permettant de déterminer l’énergie d’activation associée à l’occurrence de l’effet PLC dans les domaines normal et inverse. Seules les méthodes de Cottrell et McCormick ont été appliquées, décrites respectivement dans les paragraphes III.1.1.2 et III.1.1.3. Des exposants moyens ont été utilisés: dans le domaine inverse, et dans le domaine normal. Les énergies d’activation apparentes ainsi déterminées sont consignées dans le Tableau III-5.

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Tableau III-5 Energies d’activation apparentes associées à l’occurrence de l’effet PLC dans l’alliage 718+Mo d’étude déterminées par les différentes méthodes, selon le domaine, normal ou inverse, de l’évolution de

Méthode

Energie d'activation (kJ/mol)

Normal Inverse

Arrhenius 123 265-309

Cottrell 122-171 175-205

McCormick 136-176 183-212

III.1.3.2. Interprétation des résultats

L’alliage 718 enrichi en Mo, bien que de composition calquée sur l’alliage 718 standard, ne présente pas une sursaturation à l’état de réception en les mêmes éléments. De fait, son état de précipitation peut différer de manière conséquente de l’alliage 718 d’étude. Ainsi, on ne peut pas considérer de façon immédiate qu’une teneur globale en Mo 50% plus élevée que pour l’alliage 718 résulte en 50% de Mo de plus en solution solide. Néanmoins, la teneur en Mo en solution doit être plus élevée que sur l’alliage 718 standard, sans qu’on puisse affirmer dans quelles proportions. Cette partie de l’étude revêt donc un caractère plutôt qualitatif et doit être considérée comme élément de réflexion bien plus que comme une tentative établissement d’une vérité quant à la nature de l’élément responsable de l’effet PLC haute température. Une comparaison des courbes de traction pour le même couple de conditions expérimentales est proposée sur la Figure III-13.

Pour les deux méthodes appliquées dans le domaine d’évolution inverse de , les énergies d’activation apparentes obtenues sont très dispersées, mais du même ordre de grandeur que celles déterminées pour l’alliage 718 standard.

La comparaison de l’étendue des domaines d’occurrence de l’effet PLC, normal et inverse, ne permet pas d’observer une différence très marquée avec l’alliage 718 standard : il semblerait que pour les deux alliages, on ait des domaines approximativement superposés, néanmoins légèrement plus étendu vers les hautes températures (environ 25°C) pour l’alliage enrichi en Mo. La déformation critique d’apparition de la première instabilité plastique semble sensiblement identique pour les plus hautes températures, c'est-à-dire lorsque l’on entre dans le domaine PLC depuis les hautes températures (domaine DSA de traînage). Néanmoins, on peut constater une différence dans l’importance prise par cette grandeur dans le domaine basse température du domaine inverse, c'est-à-dire à la transition entre domaine normal et domaine inverse. Il apparaît que la déformation critique nécessaire à l’apparition des instabilités plastique est environ deux fois moins importante lorsque l’alliage est enrichi en Mo par rapport à l’alliage 718 standard.

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Figure III-13 Comparaison des courbes de traction obtenues sur l’alliage 718 de référence et l’alliage modèle enrichi en Mo vieillis, à 550°C et 10-4 _s-1 _{sous air.}

Ainsi, pour l’alliage enrichi en Mo, on observe une faible extension du domaine PLC vers les plus hautes températures ainsi qu’une légère diminution de la déformation critique pour l’apparition des instabilités de l’écoulement pour les basses températures du domaine inverse, lorsque comparé à l’alliage 718 standard. Ces différences qui existent entre l’alliage 718 et l’alliage modèle enrichi en Mo ne sont néanmoins pas significatives et ne permettent pas de conclure à l’implication directe du Mo en solution dans l’alliage dans l’occurrence de l’effet PLC. En effet, ces différences dans la réponse du matériau pourraient tout aussi bien être dues à des différences microstructurales qui existent entre ces deux alliages.