Étude de l’influence de la carburation sur l’oxydation de l’alliage 330Cb (Fe-35Ni-18Cr-1Nb-2Si) à 900 °C

Influence of carburisation on the 330Cb (Fe-35Ni-18Cr-1Nb-2Si) alloy oxidation at 900 °C

¹ Laboratoire Vellave sur l’élaboration et l’étude des matériaux (LVEEM), 8 rue Jean-Baptiste Fabre, BP 219, 43006 Le Puy-en-Velay, France
e-mail: buscail@iut.u-clermont1.fr; issartel@iut.u-clermont1.fr; le_pin79@yahoo.fr; perrier@iut.u-clermont1.fr
² CETIM Senlis, 52 avenue Félix Louat, 60304 Senlis Cedex, France
e-mail: Alexandre.Fleurentin@cetim.fr

Reçu : 17 Août 2009
Accepté : 20 Août 2010

Résumé

Ce travail présente les résultats obtenus lors de l’oxydation à 900 °C de l’alliage 330Cb préalablement carburé ou non. Avant oxydation, l’échantillon carburé renferme des carbures de niobium NbC et des carbures de chrome Cr₇C₃. Les résultats cinétiques obtenus lors de l’oxydation des échantillons carburés montrent un comportement identique à celui de l’alliage non carburé. Le 330Cb carburé se recouvre d’une couche d’oxyde plus adhérente que sur le 330Cb dans le cas des tests qui ont duré 160 h. Après oxydation, les quelques zones décollées sont dues aux affleurements des nodules métalliques riches en niobium. Comme sur les échantillons non carburés, on note la présence de chromite de manganèse à l’interface externe. La couche principale ne contient pas de fer et est constituée de Cr₂O₃. Cette structure est due à une accumulation du silicium et du niobium à l’interface interne. Les parties noires qui se situent sous la couche de chromine sont constituées de carbone. Cette présence du carbone sous la forme de nodules ne semble pas être défavorable à une bonne adhérence de la couche d’oxyde car ces nodules sont principalement localisés aux joints de grains du métal.

Abstract

A comparison of the high temperature oxidation behaviour has been performed between blank 330Cb and carburized 330Cb specimens. Before oxidation, carburized specimens contain NbC and Cr₇C₃ carbides. Kinetic results show that the oxidation follows the same rate on blank and carburized 330Cb specimens. The best oxide scale adherence is observed on carburized 330Cb specimens after 160 h oxidation in air. After oxidation, the only spalled areas are observed on the reach niobium nodules present on the alloy surface. On all specimens, manganese chromite is located at the external interface. The main oxide scale only contains Cr₂O₃. No iron is detected in the oxide scale. This is due to some silicon and niobium segregation at the internal interface, which acts as an iron diffusion barrier. After oxidation, carbon precipitates in the alloy due to carbides decomposition by the chromium oxidation process. This does not appear to be detrimental to a good oxide scale adherence because the carbon nodules are formed along the alloy grain boundaries and not at the internal interface.