La compression isostatique à chaud
La compression isostatique à chaud est une technique d'amélioration des propriétés des matériaux issus de fonderie ou de métallurgie des poudres, mais elle est aussi un procédé de fabrication de pièces à part entière qui s'adresse à des composants parfois complexes et multimatériaux.
figure 1 : Exemple d’enceintes de CIC. A gauche : presse EPSI de Bodycote Magny Cours [4] ; à droite : presse Avure [3].
figure 2 : Presse Giga-HIP de Metals Technology Co. Ltd. [6].
figure 3 : Illustration schématique de l’évolution de cavités dans une pièce de fonderie lors de son traitement par CIC.
Tableau 1 : Quelques exemples de presses isostatiques à chaud dans le monde
(*) nombreuses autres presses en Belgique, Angleterre, Allemagne, USA… de 500 à 2 000 bar et 300 à 2 000 °C.
figure 4 : Effet d’un traitement CIC sur la tenue à la fatigue du TA6V [9].
figure 5 :Jonction soudée diffusée en acier 316L. L’interface est repérée par des flèches et présente des zones dans lesquelles les joints de grains se sont plus ou moins déplacés ([12], CEA).
figure 6 : Jonction soudée diffusée entre un alliage de cuivre (à gauche) et un alliage de nickel dur (à droite) (CEA).
figure 7 : Jonction soudée diffusée entre un acier maraging (à gauche) et un alliage de titane (à droite) via deux matériaux intercalaires (CEA).
figure 8 : Jonction soudée diffusée tubulaire Zircalloy (à gauche) / acier austénitique 316L (à droite) pour le réacteur nucléaire Cabri (CEA).
figure 9 : Panneau de première paroi du réacteur ITER comportant, d’une part, une structure en acier 316LN et un puits thermique en alliage CuCrZr refroidis par une circulation interne d’eau (le circuit n’est pas visible sur cette photo) et, d’autre part, une série de tuiles de béryllium soudées sur le puits thermique, face au plasma (Atmostat, CEA).
figure 10 : échangeur réacteur compact à plaques destiné à la méthanation (CEA).
figure 11 : Poudre d’alliage 718 atomisée au gaz (CEA).
figure 13 : Exemples de cartes de densification d’Ashby illustrant les mécanismes dominants de densification selon la pression ou la température [10].
figure 14 : Conteneur chaudronné pour un corps de vanne, avec ses queusots de remplissage bouchonnés [23].
figure 15 : Prototype de tubulure d’expansion de pressuriseur de réacteur REP en acier 18MND5 (900 kg) obtenu par CIC dans le cadre du projet FUI ENERPOUDRE (partenariat AREVA, Erasteel, Aubert&Duval, CEA, Université de Bourgogne) [27].
figure 16 : Rouet de pompe pour le moteur VINCI [24]. La fabrication repose sur l’utilisation de noyaux en acier doux disposés à l’intérieur du conteneur (dont la géométrie extérieure reste ainsi simple). Les espaces entre noyaux sont remplis de poudre. Après compaction, les noyaux sont éliminés par dissolution chimique sélective.
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