Projet pratique SYS862 Identification et caractérisation d’un matériau

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1 Projet pratique SYS862 Identification et caractérisation d’un matériau
Héloïse Conrad, Hector De Castilla, Mathias Lieutaud

2 Plan Identification matériau Observations microstructure
Comparaisons propriété chimique Procédé de fabrication Applications industrielles 03/12/14

3 Identification matériau
Bilan: Inconel 718 03/12/14

4 Identification matériau
Elements %atm Avantages Inconvénients Nickel 51,07 Résistance mécanique Résistance au fluage Cr 18,8 3 Corrosion - Forgeabilité Fer 18,05 Economique Soudabilité Nb 5,19 Phase γ’’ (durcissement) Comportement HT° Ségrégation (fissures) Mo 3,07 Fluage Forgeabilité Ti 1,15 Phase y’ Fragilité Al 0,5 03/12/14

5 Identification matériau
03/12/14

6 Observations microstructure
Théorie Attaque Chimique Microscope optique MEB Conclusion 03/12/14

7 Microstructure de l’inconel 718
Matrice austénitique γ (C.F.C.) former par le nickel associé au fer, au chrome et au cobalt. Phase intermétallique γ’ (Ni3 (Ti, Al)). (5%) Phase intermétallique γ’’ (Ni3Nb) (20%) Phase intermétallique δ liée au vieillissement de la phase γ’’ (2,5%) Carbures (Ti, Cr, Nb, Mo, C, B) 03/12/14

8 Attaque Chimique Solution d’attaque Temps d’attaque (s) Echec/Succès
Nital 3% 3s, 15s, 36s Echec Nital 10 % 8s Vilella 35s, 1 min Picral 4% Kalling 2 8s, 20s, 40s Attaque Electrochimique: Acide oxalique (10%) dissout dans de l’eau sous une tension de 5 Volts pendant 20 secondes. Zone foncée = Zone attaquée 03/12/14

9 Microscope optique <  Macles Carbures Surrattaque 03/12/14

10 MEB x1000 x1500 x3000 Carbures de Titane 03/12/14

11 MEB x800 x1500 x3000 Carbure Ti 03/12/14

12 MEB x800 x1500 x3000 Carbures de Mo 03/12/14

13 Propriété (générales)
Masse volumique (8,19 kg/l) Pas de réaction ferromagnétique Dureté Dureté HRA (expérimental) HRC (expérimental) HRC (spécial métal) Valeur 64,8 29 30-40 03/12/14

14 Propriété (mécaniques)
Figure 10 : Résistance mécanique, limite d’élasticité, allongement, (Special Métal) Résistance mécanique haute température (phase γ’ et γ’’) Résistance au fluage (phase γ’ et γ’’ et Carbures) Résistance à l’oxydation (Chrome et Aluminium) 03/12/14

15 Procédé de fabrication
VIM (Vaccum Induction Melting) ESR (Electro Slag Remelting) VAR (Vaccum Arc Remelting) Elaboration du lingot Homogénéisation du lingot 03/12/14

16 Forgeage/Laminage à chaud et a froid Traitements Thermiques
Mise en solution phases γ’ et γ’’ Précipitation phases γ’ et γ’’ 03/12/14

17 Usinage Traces de fraisage Inconel très difficile a usiner:
Faible conductivité thermique Résistance mécanique à haute température Carbures = abrasif 03/12/14

18 Applications industrielles
Moteur d’avion axes turbines de moteur SNECMA: 500 à 1000 tonnes par an Création d’électricité axes et roues moteur à gaz 03/12/14

19 Conclusion Inconel 718 Questions? Composition chimique Microstructure
Propriétés Procédé de fabrication Applications industrielles Questions? 03/12/14

20 Projet Théorique SYS862 La microscopie électronique à balayage
Héloïse Conrad, Hector De Castilla, Mathias Lieutaud

21 Plan Introduction Fonctionnement du MEB Instrumentation Applications
Conclusion 03/12/14

22 Introduction Instrument scientifique pour l’obtention d’images grossies Résolution : 0.4 nm Topographie et composition Prix : environ USD 03/12/14

23 Fonctionnement du MEB Principe général
Bombardement par faisceau d’électrons Interaction électron-échantillon Analyses des particules ou rayonnements émis 03/12/14

24 Fonctionnement du MEB Particules émises
Electrons secondaires : choc électron primaire/électron d’une couche supérieure de l’atome Electrons rétrodiffusés : électron primaire renvoyé quasiment dans sa direction d’incidence 03/12/14

25 Fonctionnement du MEB Particules émises lors d’un choc violent entre un électron primaire et un électron d’une couche profonde : Electrons Auger Rayons X 03/12/14

26 Instrumentation Canon à électrons Colonne électronique Détecteurs
À électrons secondaires À électrons rétrodiffusés À rayons X 03/12/14

27 Chambre d’échantillon
Canon Colonne électrique Chambre d’échantillon 03/12/14

28 Instrumentation Canon à effet thermoïonique (ou à filament de tungstène) Filament chauffé Electrons extraits puis accélérés Canon à émission de champ Cathode métallique taillée en pointe Grande tension (2000 à 7000 V) Brillance beaucoup plus élevée 03/12/14

29 Applications Sciences des matériaux Caractérisation des échantillons
Topographie  détecteurs électrons secondaires Composition chimique  Détecteur à rayons X 03/12/14

30 Applications Sciences des matériaux Nouveaux détecteurs à
Difficulté de détection des éléments légers (type carbone) Numéro atomique faible Pic de rayons X caractéristique faible Nouveaux détecteurs à fenêtres ultraminces en polymère 03/12/14

31 Applications Microélectronique et nanotechnologies Semi-conducteurs
Biologie Préparation des échantillons Utilisé plus pour les belles images que pour l’étude des cellules ( MET) 03/12/14

32 Conclusion Outil indispensable et incontournable en sciences des matériaux Améliorations possibles Outils en progrès Taille réduite 03/12/14

33 Merci ! Avez – vous des questions?
Héloïse Conrad, Hector De Castilla, Mathias Lieutaud Groupe 2 – SYS862