Caractérisation de microstructures de joints brasés avec les alliages BCu-1, BAg-13a, BAu-4, BAu-6, BNi-1a, BNi-2, BNi-3 et Palnicro 36M ayant pour métal de base un superalliage base nickel

摘要

Cette étude avait pour but de caractériser les microstructures de joints brasés ayant pour métal de base de l’Inconel 625. Les brasures employées sont toutes utilisées en production chez Pratt & Whitney Canada et sont au nombre de huit : BCu-1, BAg-13a, BAu-4, BAu-6, Palnicro 36M, BNi-1a, BNi-2 et BNi-3. Une des contraintes importantes de cette étude a été de rester le plus proche possible de ce qui se fait en production afin de mieux comprendre le comportement des pièces de service par la suite.ududDans un premier temps, des essais de mouillage ont été réalisés dans le but de mieux connaître les alliages de brasage étudiés, certains ayant un comportement totalement inconnu. Les angles de mouillage et le diamètre d’étalement d’une goutte de brasure ont été relevés pour différentes combinaisons des paramètres de four de brasage. Ceci a été fait pour toutes les brasures. L’étude s’est poursuivie par une autre série d’essais destinés eux à l’observation et à la compréhension de la microstructure des joints brasés. Pour cela, l’écartement entre les deux plaquettes d’Inconel 625 variait entre 0 et 175 μm. De plus, deux temps de brasage ont été choisis : 15 et 150 minutes, permettant ainsi de couvrir une vaste gamme de cas présents dans le monde industriel. Pour caractériser ces microstructures, il a fallu identifier les phases en présence, les quantifier et enfin essayer de les nommer et/ou de les catégoriser. Toutes les analyses ont été faites grâce à des appareils sophistiqués comme le microscope électronique à balayage à cathode chaude ou encore la microsonde atomique, dû à la présence de bore dans certains alliages de brasage.ududLes essais de mouillage ont permis de montrer que toutes les brasures possèdent un excellent mouillage avec un écoulement contrôlable lors de brasage sous vide en atmosphère partielle. Des valeurs de paramètres de four permettant d’optimiser le mouillage ont aussi été déterminées. Les analyses de caractérisation et d’identification de la microstructure ont mis en évidence une répartition du joint en différentes zones, souvent communes entres les brasures. Les brasures d’une même famille possèdent une microstructure avec de nombreux points communs d’un point de vue morphologique. Cependant, des spécificités sont propres à chacune ce qui pourra faire une différence sur le comportement mécanique de la pièce. Les brasures à base de nickel sont très complexes et forment des phases eutectiques binaires ou ternaires au milieu de phases simples et de phases précipitées. Les alliages à base d’or présentent une structure dite d’eutectique à très fines lamelles mais dont la répartition est particulière. L’alliage BAg-13a est lui principalement constitué d’une phase eutectique en « dentelle » et le BCu-1 montre simplement une solution solide de cuivre parsemée de petites phases riches en chrome sur la ligne centrale du joint.