Numéro : 2432 - Année : 2004
Vieillissement à 520°c de l'alliage UNS6625 grade 2 et ses soudures pour générateur de vapeur
François CORTIAL, DCN Propulsion - CESMAN - La Montagne (France)
Le choix d'un monomatériau - l'alliage UNS6625 grade 2 - pour la réalisation d'un générateur de vapeur devant fonctionner en conditions sévères: grand nombre de cycles, 60 bar max., en milieu eau-vapeur-gaz de combustion, 520°C (enveloppe sous pression), 18000 h, a été fait par DCN Propulsion compte tenu: des caractéristiques mécaniques à chaud, tenue au fluage, résistance à la corrosion dans les conditions physico-chimiques considérées, de notre connaissance de la mise en oeuvre par soudage de l'alliage. Il n'y a pas de donnée de ténacité (courbes J/a) des métaux de base ou fondus de soudures en vieillissement longue durée à des températures inférieures à 550°C réputée inoffensive. Qui plus est, la ténacité est abordée au travers de l'énergie Charpy-V sans possibilité d'utilisation en terme de comportement à la rupture en présence de défaut. L'accès aux données de mécanique de la rupture adaptées à la gestion de l'appareil à pression dans des conditions de coût/délai acceptables pour le projet a conduit au choix de vieillissements du métal de base et ses soudures jusqu'à 10000 h à 520°C et 700°C pour avoir une image réaliste des risques, la température de 700°C correspondant au maximum de dégradation de la ductilité et de l'énergie Charpy. A la chute drastique d'énergie EKV après vieillissements à 520°C correspond une chute de ténacité K1j à l'ambiante du même ordre pour les métaux de base et fondu 100 MPa avec la présence plus ou moins exprimée de la phase "Ni3Nb et des déchirures ductiles. Les états traités à 700°C révèlent un caractère asymptotique de la chute de ténacité à l'ambiante dès 6000 h, des valeurs K1j après 10000 h à 700°C > 130 MPa et une déchirure fragile-ductile (phase Ni3Nb + carbures). Les courbes J/DA a à 520°C sur états vieillis à 520°C révèlent une saturation d'évolution. En dépit des transformations métallurgiques, le comportement à 520°C des matériaux de l'enceinte sous pression est largement satisfaisant vis-à-vis d'un risque de rupture brutale pour la durée de service du composant.
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