Study of creep at 750 °C of Ti₄₈Al₄₈Cr₂Nb₂ alloys obtained by powder metallurgy and cast processes

CEMES/CNRS, 29 Rue J. Marvig, BP 4347, 31055 Toulouse Cedex 4, France

Résumé

Étude du fluage à 750°C d'alliages Ti₄₈Al₄₈Cr₂Nb₂ élaborés par fonderie et métallurgie des poudres. Dans cet article, nous avons étudié le fluage d'alliages Ti₄₈Al₄₈Cr₂Nb₂ élaborés par les voies fonderie (F) et métallurgie des poudres (MdP). La plupart des essais ont été menés a 750 °C et dans un domaine de faible contrainte (150 MPa pour l'alliage F et 80 MPa pour l'alliage MdP). Avant déformation, bien que toutes deux duplex, les microstructures des alliages sont très différentes. Celle de l'alliage MdP est fine et homogène et formée à 80% de grains γ monophasés. Au contraire, l'alliage F a une microstructure majoritairement lamellaire et fortement texturée Elle est formée de grains colonnaires entourant des grains équiaxes. Les courbes de fluage ont une allure classique en trois stades, sans stade réellement stationnaire. Le stade primaire est plus étendu dans l'alliage F où pour ce stade nous avons également observé une plus forte dispersion. La contrainte interne a été mesurée par des expériences de déchargements partiels (SCDT pour Strain Change Dip Testing). Elle est de l'ordre de 45 MPa pour l'alliage F et de 10 MPa pour l'alliage MdP. Ces valeurs sont reliées à l'étendue du fluage primaire. Enfin, les paramètres d'activation ont été calculés à partir d'expériences de saut de contrainte. L exposant de contrainte est compris entre 6 à 9 et le volume d'activation entre 35 et 40b³, ces valeurs sont très proches dans les deux alliages et varient peu tout au long du fluage. Les analyses par microscopie électronique ont montré que la déformation est principalement due à des dislocations ordinaires qui se déplacent par glissement ou par un mécanisme de montée mixte. Les stades primaire et secondaire sont contrôlés par la montée mixte, le glissement se déclenchant parfois pour relaxer des contraintes locales fortes. Le stade primaire correspond au durcissement des zones molles de l'échantillon, la dispersion mesurée pour l'alliage F est la conséquence de défauts de fonderie. Enfin, la meilleure tenue en fluage de l'alliage fonderie semble résulter d'un libre parcours moyen plus faible pour ces dislocations ordinaires.

Abstract

Creep of Ti₄₈Al₄₈Cr₂Nb₂ alloys elaborated by powder metallurgy and cast have been investigated at 750 °C under relatively low stress levels. In these conditions, deformation is mainly due to ordinary dislocations, for which two types have been clearly identified Primary and secondary stages of creep are controlled by a mixed climb mechanism whereas glide is activated to relax high local stresses. Primary stage is interpreted as a stage during which sort areas are strengthened. The high creep resistance of cast alloy is attributed to a smaller free path for these ordinary dislocations.