Etude des mécanismes de formation des carbures obtenus par cémentation basse pression d'un alliage de tantale, application à la pyrochimie.

Le tantale est un métal ayant une très bonne résistance à la corrosion. Cependant, les creusets pyrochimiques en tantale peuvent être dégradés par les métaux en fusion qu’ils contiennent, notamment par diffusion au niveau des joints de grains du tantale. Une solution est de cémenter les creusets. Lors de leur cémentation, deux phases carburées sont formées : TaCx et Ta2Cx sous la forme de deux couches de surface homogènes. Au cours du refroidissement suivant la cémentation, une couche de précipités de Ta2Cx se forme également.Dans cette étude, le procédé de cémentation basse pression est appliqué à l’alliage TaW2,5% (Ta97,5wt.%-W2,5wt.%.). Le but étant de bénéficier des avantages liés à l’addition du tungstène : limitation du grossissement des grains pendant le traitement et augmentation de la précipitation des carbures aux joints de grains. Cependant, les carbures obtenus diffèrent de ceux du tantale pur par leur nature et leur morphologie (couche lamellaire).C’est pourquoi une étude CALPHAD a été menée, afin d’obtenir une base de données thermodynamiques permettant d’améliorer la compréhension de la formation des carbures de type MC et M2C (avec M=Ta,W). Par ailleurs, des analyses EBSD ont mis en évidence les relations cristallographiques {110}Ta//{0001}Ta2Cx et {111}TaCx//{0001}Ta2Cx.Enfin, les cinétiques de croissance des couches ont été étudiées en fonction des différents paramètres (durée de cémentation et de diffusion, température, état de surface et état microstructural). Cette étude a ainsi permis l’obtention de différentes phases en surface de creusets: MC, M2C ou TaW + précipités de M2C. Ces microstructures de surface ont alors été testées face à l’attaque par des métaux (Al, Bi) et sels (CaCl2) liquides.