Ouvrages et Publications (CHT&P)

Ouvrages:

Corrosion et protection des matériaux à haute température, Tome 1 & 2

Descriptif : ces deux tomes présentent l’état de l’art des développements scientifiques et technologiques concernant le comportement des matériaux à haute température sous environnement agressif dans divers domaines à travers les contributions de scientifiques et d’industriels issus de communautés différentes. Ils fournissent, en outre, les cours de physico-chimie fondamentale et les outils pédagogiques et méthodologiques nécessaires pour appréhender la corrosion à haute température et proposent des solutions de protection des matériaux et des structures. https://www.pressesdesmines.com/produit/corrosion-et-protection-des-materiaux-a-haute-temperature-2/

Les mécanismes de la corrosion sèche, une approche cinétique, Pierre Sarrazin, Alain Galerie et Jacques Fouletier, EDP Sciences, 2000

Descriptif : L'analyse des phénomènes de corrosion requiert des connaissances en métallurgie, en électrochimie, en thermodynamique et cinétique chimique, en chimie et physique du solide et implique l'utilisation de méthodes de caractérisation des surfaces. Pour les étudiants de 2e cycle universitaire et les ingénieurs de l'industrie en métallurgie, en génie civil et en génie chimique. https://laboutique.edpsciences.fr/produit/364/9782759802432/Les%20mecanismes%20de%20la%20corrosion%20seche

Oxydation des Matériaux Métalliques, comportement à haute température, Anne-Marie Huntz-Aubriot et Bernard Pieraggi, 2003, https://www.unitheque.com/oxydation-des-materiaux-metalliques/traite-MIM-Serie-Mise-forme-des-metaux/hermes-lavoisier/Livre/51042
Advances in Ceramic-Matrix Composites, edited by I.M. Low, Woodhead publishing 2014, serie in Composites Science and Engineering: Number 45, IBSN 978-0-85709-120-8, dont le chapitre "Advances in Self-Healing CMCS", F. Rebillat
Corrosion of Refractories: Testing and Characterization Methods, collection F.I.R.E. Compendium Series, publié par Göller Verlag (Refractories Worldforum and Journal of Ceramic Science and Technology (JCST)), édité par Michel Rigaud, ISBN : 978-3-87264-007-6, pp. 41-76, 2018, dont le chapitre "Laboratory testing Methods of Composite Materials", F. Rebillat, G. Camus, O. Caty

Publications:

Corrosion dans les métaux liquides

CEA (Saclay) et CIRIMAT (Toulouse): Chemical interaction of Austenitic and Ferritic Steels with B₄C Powder in Liquid Sodium at 600 °C
M. Romedenne, F. Rouillard, D. Hamon, M. Tabarant, D. Monceau, CORROSION online, juillet 2019, https://doi.org/10.5006/3199, contact: fabien.rouillard@cea.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Formation de borures en surface des aciers caractérisée par SDL, par Microscopie optique et électronique et par DRX, observations conformes aux prédictions thermodynamiques (ThermoCalc).
CEA (Saclay) et CIRIMAT (Toulouse): Carburization of austenitic and ferritic stainless steels in liquid sodium: comparison between experimental observations and simulations
M. Romedenne, F. Rouillard, D. Hamon, B. Malard, D. Monceau, CORROSION SCIENCE online, août 2019, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108147, contact: fabien.rouillard@cea.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Caractérisation de la cinétique de carburation par DRX sous rayonnement Synchrotron, comparaison avec simulation par DICTRA, écart à l'équilibre thermodynamique à 600 et 650°C.
CEA (Saclay): Corrosion of structural materials by liquid metals used in fusion, fission, and spallation
F. Balbaud-Celerier, JL. Courouau, D. Feron, L. Martinelli, F. Rouillard, Chapitre écrit dans le livre Nuclear Corrosion: Research, Progress and Challenges, Elsevier, Août 2020, Editor: Stefan Ritter, https://doi.org/10.1016/C2019-0-05522-7, contacts: laure.martinelli@cea.fr; fabien.rouillard@cea.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Etat de l’art des recherches sur la corrosion des matériaux dans les métaux liquides utilisés dans l’industrie nucléaire: produits de corrosion, cinétique et mécanismes.
CEA (Saclay): Corrosion of T91 and pure iron in flowing and static Pb-Bi alloy between 450 °C and 540 °C: experiments, modelling and mechanism, L. Martinelli, K. Ginestar, V. Botton, C. Delisle, F. Balbaud-Célérier, Corrosion Science 176 (2020) 108897 https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108897

Corrosion en milieu gazeux

CEA (Saclay) et NETL (USA): Materials Performance in CO₂ and Supercritical CO₂, R. P. Oleksak, F. Rouillard, Chapitre écrit dans le livre Comprehensive Nuclear Materials (Second Edition), Elsevier, 2020, Editor(s): Rudy J.M. Konings, Roger E. Stoller, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11622-4, contact: fabien.rouillard@cea.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Etat de l’art des recherches sur la corrosion des aciers et alliages à base nickel dans le CO₂ à haute température des 1^ers réacteurs nucléaires UNGG au cycle de Brayton fonctionnant au CO₂ supercritique aujourd’hui: produits de corrosion, cinétique et mécanismes.
CEA (Saclay) et UW-Madison (USA): Effect of sample thickness on the oxidation and carburization kinetics of 9Cr-1Mo steel in high and atmospheric pressure CO₂ at 550°C, K.E Nygren, Z. Yu, F. Rouillard, A. Couet, Corrosion Science, vol 163, Feb 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108292, contact: fabien.rouillard@cea.fr
Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Quantification du profil de carbone par microsonde et par analyse d’image MEB en bon accord ; modélisation et simulation de la cinétique de carburation.
CEA (Saclay) et UNSW (Australia): Benefits of gas phase analysis facility using isotopically labelled gases for the understanding of gas–solid reactions: Reactivity of iron and mild steel in O₂, CO₂ and CO₂/O₂ environments, F. Rouillard et D. J. Young, Corrosion Science, vol 178, Jan 2021, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109092, contact: fabien.rouillard@cea.fr
Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Description d’une installation permettant l’étude fine des réactions solide-gaz et gaz-gaz en surface de matériaux. Modélisation cinétique hétérogène. Vitesse d’oxydation du fer pilotée par dissociation de O₂ dans CO₂/O₂.
LGF (Mines Saint-Étienne) et Framatome (Lyon): Breakaway characterization of Zircaloy-4 oxidized in steam and in oxygen at high temperatures using HT- XRD analysis
R. Zino, R. Chosson, M. Ollivier, É. Serris. Corrosion Science, vol. 176, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109028, contact: maelig.ollivier@emse.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Étude du phénomène de breakaway à haute température sur Zircaloy-4 par DRX in-situ sous dioxygène et vapeur d’eau. L’hypothèse de la transformation de phase de l’oxyde de quadratique à monoclinique est invalidée en tant que cause du breakaway.
ONERA (Châtillon) et CEMES (Toulouse): Oxidation behavior of a spark plasma sintered Ti–48Al–2W–0.1B alloy at 800 °C
M.P. Bacos, S. Ceccacci, J.P. Monchoux, C. Davoine, T. Gheno, C. Rio, A. Morel, J.S. Merot, F. Fossard, M. Thomas, Oxidation of Metals 93 (2020), 587-600, https://doi.org/10.1007/s11085-020-09973-8, contact: thomas.gheno@onera.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Étude par MEB, DRX, MET de l’oxydation isotherme et cyclique à 800 °C d’un intermétallique TiAl-W élaboré par SPS ; effet bénéfique de W sur la cinétique d’oxydation ; rôle délétère de N et de la formation de nitrures mis en évidence par contraste avec essai sous Ar-O₂.
LGF (Mines Saint-Étienne) et Framatome (Lyon): Parallel mechanism of growth of the oxide and α-Zr(O) layers on Zircaloy-4 oxidized in steam at high temperatures, R. Zino, R. Chosson, M. Ollivier, E. Serris, L. Favergeon, Corrosion Science, 179 (2021) 109178. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109178 Contact: maelig.ollivier@emse.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Évaluation de l’effet des paramètres thermodynamiques (T, p(H₂O), pH₂)) sur la cinétique d’oxydation du Zy-4 à haute température sous H₂O. Proposition d’un mécanisme en étapes élémentaires expliquant les cinétiques parallèles d’oxydation et de dissolution d’O dans la phase alpha. Modélisation cinétique et en régime pré- et post-breakaway.
CEA (Saclay)-CIRIMAT (Toulouse)-SIMAP(Grenoble) Growth kinetics and characterization of chromia scales formed on Ni-30Cr alloy in impure argon at 700 °C, Léa Bataillou, Laure Martinelli, Clara Desgranges, Sophie Bosonnet, Kevin Ginestar, Frédéric Miserque, Yves Wouters, Laurence Latu-Romain, Alessandro Pugliara, Arnaud Proietti, Daniel Monceau, Oxidation of Metals, 93:329–353, 2020, https://doi.org/10.1007/s11085-020-09958-7 Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): P160) “Modelling the high temperature oxidation of titanium alloys: Development of a new numerical tool PyTiOx”, Clément Ciszak, Daniel Monceau, Clara Desgranges, Corrosion Science, Vol 176, November, 109005 (2020), https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109005 P161) “Modeling the oxidation kinetics of titanium alloys: Review, Method and Application to Ti-64 and Ti-6242s alloys”, N. Vaché, Y. Cadoret, B. Dod, D. Monceau, Corrosion Science, Volume 178, January 2021, 109041 https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109041

Groupe de Physique des Matériaux (GPM, Rouen) et Manoir Pîtres : Influence of Sulfur and Water Vapor on High-Temperature Oxidation Resistance of an Alumina-Forming Austenitic Alloy, Justine Allo, Samuel Jouen, Manuel Roussel, David Gibouin, Xavier Sauvage, Oxidation of Metals, 2021, https://doi.org/10.1007/s11085-021-10028-9, contact : justine.allo@manoir.eu.com Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Impact de la présence de soufre à l’état de traces sur la formation de la couche d’alumine – Effet de l’oxydation sous vapeur d’eau ou sous air sec sur la taille des grains d’alumines formés – Observations des couches d’oxydes à différentes échelles via la spectroscopie Raman, le NanoSIMS, le MEB et le MET.

Revêtements

LaSIE (La Rochelle) et CEA (Saclay): Intermetallic formation of Al-Fe and Al-Ni phases by ultrafast slurry aluminization (flash aluminizing), T. Kepa, F. Pedraza, F. Rouillard, Surface and Coating Technology, 397 (2020) 126011 https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126011, contact: thomas.kepa1@univ-lr.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Procédé d’aluminisation ultra rapide du fer et du nickel pur avec proposition de mécanisme. Contrôle de l’épaisseur du revêtement à partir du la quantité initiale du dépôt. Porosité de Kirkendall uniquement pour le fer.
ICA (Albi), ONERA (Châtillon) et CIRIMAT (Toulouse): Screening for Al₂O₃ failure in MCrAlY APS coatings using short-term oxidation at high temperature, Damien Texier, Maxime Ecochard, Thomas Gheno, Daniel Monceau, Mehdi Salem, Philippe Lours, Corrosion Science, 184 (2021) 109334. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2021.109334, contact: thomas.gheno@onera.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Observation de la déstabilisation de l’alumine par consommation complète de l’Al sur des feuillards ultra-minces d’un matériau de revêtement MCrAlY projeté par APS.
CIRIMAT (Toulouse) : High temperature micromechanical behavior of a Pt-modiﬁed nickel aluminide bond-coating and of its interdiﬀusion zone with the superalloy substrate, Damien Texier, Daniel Monceau, Serge Selezneff, Arnaud Longuet & Eric Andrieu, Metallurgical Transactions, 51, pages1475–1480 2020 Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Le développement d’une méthode de préparation d’éprouvettes minces de 20 micromètres d’épaisseurs permet de caractériser mécaniquement les revêtements de protection contre la corrosion.
CIRIMAT (Toulouse) : Efficient, durable protection of the Ti6242S titanium alloy against high-temperature oxidation through MOCVD processed amorphous alumina coatings, Diane Samelor, Loic Baggetto, Raphael Laloo, Viviane Turq, Alain N. Gleizes, Thomas Duguet, Daniel Monceau and Constantin Vahlas, J Mater Sci (2020) 55:4883–4895 Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Très grande efficacité d’un revêtement très mince d’alumine amorphe sur l’alliage Ti6242s jusqu’à 600°C, en isotherme et en cyclique.

Fabrication additive et corrosion à haute température

CIRIMAT (Toulouse) et Safran (Magny-les-Hammeaux): Oxydation et corrosion à haute température de superalliages à base de nickel issus de la fabrication additive. T. Sanviemvongsak, Thèse de Doctorat, Toulouse INP, Soutenue le 21 Septembre 2020, bientôt en ligne, contact: tom.sanviemvongsak@ensiacet.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max) : Les alliages issus de la fabrication additive peuvent être aussi résistants à l’oxydation et à la corrosion à haute température que leurs homologues coulés ou forgés, notamment en s’affranchissant des défauts de surface, des fissures et des pollutions chimiques.
CIRIMAT (Toulouse) et Safran (Magny-les-Hammeaux): Intergranular oxidation of Ni-base alloy 718 with a focus on additive manufacturing. T. Sanviemvongsak, D. Monceau, C. Desgranges, B. Macquaire, CORROSION SCIENCE, en ligne, Juillet 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108684, contact: tom.sanviemvongsak@ensiacet.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max) : La cinétique d'oxydation intergranulaire est contrôlée à la fois par la diffusion en volume d'Al/Ti et la diffusion de O aux interfaces. TiNbO₄ est identifié par EBSD sous la couche de Cr₂O₃, en accord avec les calculs thermodynamiques.
CIRIMAT (Toulouse) et Safran (Magny-les-Hammeaux): High temperature oxidation of IN 718 manufactured by laser beam melting and electron beam melting: Effect of surface topography. T. Sanviemvongsak, D. Monceau, B. Macquaire, CORROSION SCIENCE, en ligne, Août 2018, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.07.005, contact: tom.sanviemvongsak@ensiacet.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max) : Les alliages 718 fabriqués par EBM et LBM présentent une excellente résistance à l'oxydation, comparable à celle de l'alliage forgé-traité. Présentation d'une méthode prenant en compte la surface réelle pour évaluer la cinétique d'oxydation.
IRT Saint Exupéry (Toulouse) et CIRIMAT (Toulouse): Influence of Microstructure and Surface Roughness on Oxidation Kinetics at 500-600 °C of Ti-6Al-4V Alloy Fabricated by Additive Manufacturing A. Casadebaigt, J. Hugues, D. Monceau, Oxidation of Metals, juillet 2018, https://doi.org/10.1007/s11085-018-9859-0, contact: daniel.monceau@toulouse-inp.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Oxydation de l’alliage TA6V fabriqué par LBM. Oxydation de l’alliage TA6V entre 500 et 600 °C.
IRT Saint Exupéry (Toulouse) et CIRIMAT (Toulouse): High temperature oxidation and embrittlement at 500 – 600 °C of Ti-6Al-4V alloy fabricated by Laser and Electron Beam Melting A. Casadebaigt, J. Hugues, D. Monceau, Oxidation of Metals, October 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108875, contact: daniel.monceau@toulouse-inp.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Oxydation de l’alliage TA6V fabriqué par LBM et EBM entre 500 et 600 °C. Influence de la microstructure et de l’état de surface sur la diffusion de l’oxygène dans le métal. Concentration en oxygène induisant la modification du mode de rupture.
IJL (Nancy) et CIRIMAT (Toulouse) : A comparison of the high-temperature oxidation behaviour of conventional wrought and laser beam melted Inconel 625, N. Ramenatte, A. Vernouillet, L. Portebois, S. Mathieu, A. Vande Put, M. Vilasi, D. Monceau, Corrosion Science, 364, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108347
CIRIMAT (Toulouse) et Air Liquide : Metal dusting of Inconel 625 obtained by Laser Beam Melting - Effect of manufacturing process and hot isostatic pressure treatment, A.Vernouillet, A. Vande Put, A. Pugliara, S. Doublet, D. Monceau, Corrosion Science, Volume 174, September 2020, 108820, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108820
CIRIMAT (Toulouse)- IRT SE (Toulouse) : High temperature oxidation and embrittlement at 500 – 600 °C of Ti-6Al-4V alloy fabricated by Laser and Electron Beam Melting, A.Casadebaigt, J.Hugues, D.Monceau, Corrosion Science, Vol 175, October, 108875 (2020) https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108875

Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max) : La cinétique d’oxydation du TA6V de fabrication additive est similaire à celle des matériaux forgés ou laminés. La diffusion de l’oxygène dans l’alliage ne dépend pas de la finesse de sa microstructure. Les profils de diffusion de l’oxygène sont corrélés à la zone de rupture fragile à froid.

Diffusion, solubilité et thermodynamique

ONERA (Châtillon) et CEA (Saclay): On the role of surface deformation in the oxidation of NiCr alloys at 340–600 °C
T. Gheno, C. Desgranges, L. Martinelli, Corrosion Science 173 (2020),108805,https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108805, contact: thomas.gheno@onera.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Mesure par MET de densités de défauts (dislocations et joints de grain) à la surface d’échantillons Ni-30Cr polis ; étude du lien entre déformation plastique, diffusion et oxydation sélective, à partir de profils de déplétion en Cr mesurés par MET.
ONERA (Châtillon) et KTH (Stockholm): On the Simulation of Composition Profiles in NiCoCrAl Alloys During Al₂O₃ Scale Growth in Oxidation and Oxidation–Dissolution Regimes T. Gheno, G. Lindwall, Oxidation of Metals 91 (2019), 243–257, https://doi.org/10.1007/s11085-018-9877-y, contact: thomas.gheno@onera.fr Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Simulation par TC-Dictra des profils de composition résultant de l’oxydation sélective d’alliages NiCoCrAl sous air et sous dépôts de silicates fondus ; comparaison des résultats obtenus avec plusieurs bases de données thermodynamiques et de mobilité, et de résultats expérimentaux.
CIRIMAT (Toulouse) First-principles study of the insertion and diffusion of interstitial atoms (H, C, N and O) in nickel, M. David, D. Monceau, A. Prillieux, D. Connetable, Journal of Alloys and Compounds, Volume 822, 5 May 2020, 153555, 2020, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153555 Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Il est maintenant possible de calculer la solubilité et la diffusion des interstitiels dans les métaux purs ab initio. Ces calculs sont comparés aux résultats expérimentaux. Ces données sont utiles pour l’oxydation/carburation/nitruration/hydruration interne, l’oxydation sélective et la fragilisation.
CIRIMAT (Toulouse) Oxygen diffusion modelling in Titanium alloys: new elements on the analysis of microhardness profiles, N. Vaché, D. Monceau, Oxidation of Metals, 93, 215–227, 2020. https://doi.org/10.1007/s11085-020-09956-9 Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Ce papier montre comment extraire un coefficient de diffusion de l’oxygène à partir des profils de dureté dans les alliages de titane.

Hot Corrosion et Corrosion en milieux compexes

IJL & CEA Saclay : Kinetic modelling of Cr2O3 growth on a Ni-30Cr alloy in silicate melts,E. Schmucker, V. Szczepan, L. Martinelli, C. Petitjean, P.J. Panteix, S. Ben Lagha, M. Vilasi, Corrosion Science 175 (2020) 108873; https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108873
CIRIMAT (Toulouse) – ICB (Dijon) - VERI : Degradation mechanism of Ti 6Al 2Sn 4Zr-2Mo-Si alloy exposed to solid NaCl deposit at high temperature, Clément CISZAK, Iman ABDALLAH, Ioana POPA, Jean-Michel BROSSARD, Aurélie VANDE PUT, Daniel Monceau, Sébastien CHEVALIER, Corrosion Science, Volume 172, 1 August 2020, 108611, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108611. Résultats majeurs, originalités de l’étude, intérêts pour citation (3 lignes max): Proposition d’un mécanisme de corrosion sur al base de calculs thermodynamiques, pour expliquer la dégradation très rapide des alliages de titane en présence de sel.

Ouvrages et Publications (CHT&P)

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