1. Introduction

Le ruptures de fatigue à cycle élevé se produisent le plus souvent dans les aubes de turbine d'une centrale électrique qui connaît l'apport de chaleur à haute température à partir de la source de carburant [1]. Ce genre de pannes de fatigue élevée du cycle sont influencés par résonance et excursion de la machine à une vitesse de fonctionnement en particulier au démarrage lame de vitesse critique sec et fermé à sec des conditions [2]. Denombreuses recherches ont été effectuées à plus de-come la fatigue et l'échec usure des aubes de turbine. De la revue de la littérature, il a été constaté que superalliages offrent une meilleure fatigue et résistance à l'usure lorsque l'on compare à d'autres types d'alliages, utilisés pour les applications de pales de turbine. Les matériaux Monel étaient très utilisés par les chercheurs en raison de ses bonnes propriétés thermiques et mécaniques [3]. Le matériau le plus couramment utilisé pour des applications de turbine est Nickel 825 (CMSX4), mais à partir de l'étude de la littérature, il a été observé que l'utilisation denickel de matériau présente une faible usure, au fluage et à la fatigue RESIS-tance au fil du temps sous différentes conditions de charge de température en alternance dans le temps de service effectif [4]. Les diverses propriétés des matériaux ont été soigneusement analysés et on a trouvé que Monel 400 matériau qui contient la composition de Ni 63%, Cu 28-34%, Fe 2,5%, et Mn 2,5% a été utilisé dans diverses applications induite par la chaleur en raison de sa haute température la résistance et la propriété de résistance à la fatigue dans lanature [5]. Les différentes études ont également été réalisées dans l'aspect de remplacer le matériau Monel 400 pour différentes applications thermiques [6]. La littérature révèle également que le traitement thermique du matériau Monel 400 sera améliore encore la température élevée et une résistance à la fatigue ainsi que des propriétés de dureté. Très peu d'études ont été tentées dans le traitement thermique d'un alliage Monel 400 et encore pour son utilisation efficace dans les pales de turbine divers aspects doivent être étudiés detaily. Dans cette étude, la recherche a été effectuée de la façon à soumettre le matériau Monel 400 pour le procédé de traitement thermique suivi par l'analyse d'échantillons pour différentes propriétés mécaniques conformément auxnormes de l'ASTM [7]. Les résultats obtenus par les différents tests ont été utilisés pour la modélisation de la pale de rotor de turbine dans CATIA et même ont été analysées à l'aide du plan de travail ANSYS 16.0 pour le calcul des contraintes mécaniques. Le flux de chaleur sur les pales du rotor a été soigneusement analysé à l'aide Ansys CFD par assuming conditions en temps réel. Les principaux objectifs de cette étude est de réduire lanature usure sur les lames ainsi que pour résister à des températures élevées. L'étude est également étudié pour analyser la résistance à l'impact maximum sur les pales du rotor pour ses mises en oeuvre dans des conditions efficaces en temps réel. L'écart de recherche de cette étude expose également que très peu d'études ont été menées dans le traitement thermique des alliages Monel pour l'application de la turbine ainsi que la validation du logiciel d'analyse par éléments finis.

2. Experimentation

 les différents types de techniques de traitement thermique étaient disponibles, mais dans ce procédé de trempe à l'étude a été utilisée pour améliorer les propriétés de dureté de l'alliage Monel 400. La raison de choisir le processus d'extinction est en raison de sa capacité à éviter les transformations de phase inutiles en raison de son temps de réaction plus rapide qui empêche la possibilité de procédés à basse température et thermodynamiquement favorables cinétiquement accessibles [8]. Dans un premier temps le matériau Monel 400 est usiné selon lesnormes de l'ASTM d'essai de dureté, essai de choc, essai de torsion, essai d'usure et un essai de traction. Les éprouvettes usinées ont été chauffés dans un four à moufle à une température de 850 C et maintenus à l'intérieur du four à la même température pendant 2 h, pour améliorer les propriétés de dureté de surface et la matière est retirée du four à moufle et trempés dans une solution de bain de sel [9 ].

2.1. design de pale de turbine à gaz

 Toutes l'intégralité des aubes de turbines à gaz, des lames hélice, les pales d'éoliennes suit certaine conception standard et tailles . Le but principal de la turbine est d'étendre les gaz d'échappement et de réduire la température et la pression, par conséquent, les lames doivent être conçues de manière efficace afin d'assurer l'écoulement des gaz [10]. Dans cette étude, une feuille d'air de type série N10 était Select, ed à partir des outils feuille air section en référence au carnet de données. La Fig. 1 représente la vue de modèle 3D de la lame. La Fig. 2 montre le triangle des vitesses d'entrée des aubes. Sur la base des exigences les calculs ont été faits et à l'aide du logiciel CATIA V5R20 la conception lame requise a été créée. Les hypothèses utilisées pour le calcul du triangle de la vitesse de la lame destinée étaient comme angle de la lame, (b) 155, l'angle de la buse, (a) 20, la vitesse du jet d'entrée, (v) 500 m/s, la vitesse lame, (u ) 250 m/s, le débit de masse, (m) 100 kg de bas e, le diamètre de la turbine, (D) 2 m, la hauteur des pales, (h) 0,03 m./

3. Results et discussion

3.1. Experimental résultats

   Les différents tests mécaniques ont été effectués sur la chaleur traités etnon heat matériau traité, Monel d'analyser et de comparer l'effet du traitement thermique sur les différents mécanique- behaviour de l'échantillon. Les résultats de la comparaison de test de dureté Rockwell, essai de choc Charpy, test d'usure, test de torsion et essai de traction ont été présentés detaily dans les tableaux 1-5. Le test de dureté Rockwell indique clairement que la dureté de l'échantillon a montré une amélioration trempée 25% par rapport à lanonéchantillon étanchée. La dureté de l'échantillon trempé est réduite jusqu'à 10,92% dans un milieu de trempe à base de solution de sel denitrate de sodium. Les résultats des tests d'usure de l'échantillon a montré dans trempés taux d'usure réduction de 27% par rapport à l'échantillonnon durci. Le couple finalnécessaire pour rompre l'échantillon trempé est 12,06% de plus que l'échantillonnon durci, ce qui indique que l'échantillon trempés possèdent module de cisaillement supérieur à celui de l'échantillonnon durci. D'après le rapport d'essai de traction, il est clair que la chaleur en alliage traité possèdent 13,27% une plus grande résistance ultime et rendement que l'échantillonnon durci. Le traitement thermique a également montré une réduction de 8,57% dans la propriété ductile des spécimens.-