Comportement mécanique d'un revêtement de chrome déposé sur un substrat en alliage de zirconium - Archive ouverte HAL Access content directly
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Comportement mécanique d'un revêtement de chrome déposé sur un substrat en alliage de zirconium

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Abstract

The mechanical behavior of a 15 µm-thick chromium coating, deposited on a zirconium alloy substrate by a particular physical vapour deposition process, is studied using several experimental techniques at several scales ("biaxial" tests consisting in applying simultaneously an internal pressure and an axial loading on Zr-based alloy tubes coated with Cr, tensile tests under scanning electron microscope on sheet samples coated with Cr, digital image correlation, acoustic emission, electron backscatter diffraction). The particular coating studied cracks when the substrate starts to yield. A saturation of coating cracking is observed. Cracks preferentially propagate perpendicularly to the direction of the maximal principal stress. They propagate through the whole thickness of the coating but do not significantly penetrate into the substrate. No debonding of the coating is observed. Uncracked parts of the Cr coating seems to yield after initiation of the first cracks instead of cracking. Cracks are both intergranular and transgranular, in comparable proportions.
Le comportement mécanique d'un revêtement de chrome de 15 µm d'épaisseur déposé sur un substrat en alliage de zirconium par un procédé particulier de type dépôt physique en phase vapeur est étudié à température ambiante à l'aide de différentes techniques expérimentales à différentes échelles (essais « biaxés » consistant à appliquer simultanément une pression interne et un effort axial sur des tubes en alliage de Zr revêtus de Cr, essais de traction sous microscope électronique à balayage sur des plaquettes revêtues de Cr, corrélation d'images numériques, émission acoustique, diffraction des électrons rétrodiffusés). Le revêtement particulier étudié fissure quand le substrat commence à plastifier. Une saturation de la fissuration du revêtement est mise en évidence. Les fissures se propagent préférentiellement dans la direction perpendiculaire à la direction de la contrainte principale maximale. Elle se propagent dans toute l'épaisseur du revêtement mais ne pénètrent pas de manière significative dans le substrat. Aucune décohésion du revêtement n'est observée. Les pavés non fissurés du revêtement de chrome semblent continuer à plastifier après la formation des premières fissures, au lieu de fissurer. Les fissures sont à la fois intergranulaires et intragranulaires, avec des proportions comparables.
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Dates and versions

hal-02493904 , version 1 (28-02-2020)

Identifiers

  • HAL Id : hal-02493904 , version 1

Cite

Vinh Duc Nguyen, Matthieu Le Saux, Lionel Gélébart, Jean-Christophe Brachet. Comportement mécanique d'un revêtement de chrome déposé sur un substrat en alliage de zirconium. 24e Congrès Français de Mécanique, Aug 2019, Brest, France. ⟨hal-02493904⟩
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