Contribution to the understanding of the linear friction welding technique applied on aeronautical alloys - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2020

Contribution to the understanding of the linear friction welding technique applied on aeronautical alloys

Contribution à la compréhension de la technique de soudage par friction linéaire sur des matériaux aéronautiques

Xavier Boyat
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1419512
  • IdRef : 280529368

Résumé

The objective of this work is to make an exhaustive description of the microstructural change operating during the linear friction welding of Inconel 718. Indeed, the severe thermo-mechanical loads applied during the procedure resulted in remarkable microstructural changes because of successive phase transformations and through the activation of thermally activated mechanisms of recovery. Once achieved, the joints display significant microstructure heterogeneities in term of phase presence and grain characteristics, with discontinuous mechanical properties. As many nickel-based alloys controlling the microstructure and the grain size and distribution after Inconel 718 processing is a key factor in the optimization of the mechanical properties of the material. To that end, post-weld heat treatments were applied in an attempt to recover a homogeneous microstructure across the weld With interesting mechanical properties for in-use applications. The successful realization of Inconel 718 friction welds has been particularly problematic, notably on the solution-annealed condition. An ancillary work focusing on the joining mechanism on the Ti6242 / Ti17 dissimilar weld configuration notably helped clarifying the mechanisms in-play during the solid-state welding process. The latter configuration also gave a comparative study-case to compare With the prospection of a dissimilar: Inconel 718 / Ti-alloys weld configuration. Through that work, a special emphasis is given on the interface evolution on each tested weld couple.
L'objectif de ce travail est de faire une description exhaustive des changements microstructuraux s'opérant lors du soudage par friction linéaire du superalliage à base nickel : Inconel 718. En effet, ce procédé induit des chargements thermo-mécaniques sévères ayant des conséquences drastiques sur les microstructures soudées. Les conditions thermo-mécaniques locales conduisent notamment à des transformations de phase et des mécanismes de restauration induit par la déformation menant à de profondes modifications structurelles dans les jonctions soudées. Le contrôle des caractéristiques microstructurales fondamentales, telles les statistiques de répartition, de morphologie et de taille de grains et de phases sont des facteurs clés dans l'optimisation des propriétés mécaniques des jonctions soudée résultantes. À cette fin, des traitements thermiques post-soudure ont été appliqués pour tenter de récupérer une microstructure homogène à travers la soudure et d'optimiser les propriétés mécaniques pour des applications industrielles viables. Au cours de ce travail, la réalisation de soudures en Inconel 718 par friction a été particulièrement problématique, notamment à l'état métallurgique mis en solution. Un travail plus fondamental portant sur la compréhension détaillée des mécanismes physiques menant au phénomène métallurgique d'assemblage à l'état solide a été effectué sur une configuration de soudure dissimilaire d'alliages de titane : Ti6242 / Ti17. Un travail prospectif a enfin été réalisé sur la viabilité potentielle d'une configuration de soudure dissimilaire mêlant superalliage base nickel et alliages de titane : Inconel 718 / Ti-alliage, a été mis en œuvre. A travers ce travail, un accent particulier est mis sur l'évolution de l'interface sur chaque couple de soudure testé.
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Dates et versions

tel-04711387 , version 1 (26-09-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04711387 , version 1

Citer

Xavier Boyat. Contribution to the understanding of the linear friction welding technique applied on aeronautical alloys. Mechanics [physics.med-ph]. Université de Technologie de Compiègne, 2020. English. ⟨NNT : 2020COMP2592⟩. ⟨tel-04711387⟩
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