Étude expérimentale et évaluation thermodynamique des systèmes constitutifs du système Cr-Fe-Mo-Ti
Résumé
Le cobalt constitue une grande partie des déchets radioactifs du circuit primaire des réacteurs nucléaires. Le remplacement des revêtements durs à base de cobalt fait l'objet de recherches depuis des années dans les applications nucléaires. A ce jour, il n'existe pas d'alliage capable de résister à l'abrasion et à la corrosion à 350°C et 150bar de pression pendant des cycles longs. Les alliages complexes concentrés constitués de Cr-Fe-Mo-Ni-Ti ont montré des propriétés prometteuses pour ces applications [1].
La méthode CALPHAD (CALculation of PHAse Diagram) a été choisie pour déterminer les compositions les plus intéressantes de ce système. Pour cela, une évaluation critique de tous les sous-systèmes constitutifs a été réalisée. Comme ce système présente plusieurs phases de Frank-Kasper (σ, µ, χ, R, Laves), les modèles ont été discutés et choisis en fonction de la structure cristalline. La stabilité du réseau (lattice stability) et l'enthalpie de formation des composés stables et métastables ont été calculées par DFT (Density Functional Theory). Il a également été constaté que certains systèmes manquent de données fiables ou que des contradictions existent parmi différentes études. Par conséquent, la détermination expérimentale des équilibres de phase dans ces systèmes a été effectuée. Des échantillons du système Cr-Mo-Ti ont été synthétisés pour déterminer les limites de phase des phases de Laves et l'extension de la lacune de miscibilité Cr-Mo au système ternaire. Le système binaire Cr-Ti a été réoptimisé, et les systèmes ternaires où il est présent seront réévalués.