EP2776599B1 - PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE REALISEE DANS UN ALLIAGE DE TITANE TA6Zr4DE - Google Patents

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE REALISEE DANS UN ALLIAGE DE TITANE TA6Zr4DE Download PDF

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EP2776599B1
EP2776599B1 EP12795506.0A EP12795506A EP2776599B1 EP 2776599 B1 EP2776599 B1 EP 2776599B1 EP 12795506 A EP12795506 A EP 12795506A EP 2776599 B1 EP2776599 B1 EP 2776599B1
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EP
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cooling
heat treatment
fabrication method
thermomechanical
quenching
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Marion DERRIEN
Philippe ROCHETTE
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Safran Aircraft Engines SAS
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SNECMA SAS
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    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
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    • F04D29/02—Selection of particular materials
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/174—Titanium alloys, e.g. TiAl

Definitions

  • the invention relates to a thermomechanical method for manufacturing a part made of a titanium alloy TA6Zr4DE, and a part resulting from this process.
  • the invention is particularly, but not exclusively, applicable to rotating parts of turbomachines, such as discs, journals and wheels, and in particular to high-pressure compressor discs.
  • the high pressure compressor discs are obtained by forging comprising a forging stage of the blank in the alpha / beta domain and a hot stamping step in the beta domain of the invention.
  • titanium alloy This stamping is performed at about 1030 ° C.
  • This press stamping step is followed by a heat treatment cycle comprising a solution step in the alpha / beta domain of the alloy at a temperature of 970 ° C, corresponding to the beta-30 ° beta transus temperature. C, for an hour.
  • This dissolution step is followed by a quenching step in oil or in a water-polymer mixture.
  • an alloy having areas of coarse microstructure which are not favorable to good strength of the titanium alloy is obtained, in particular according to a test of imposed-pressure olygocyclic fatigue maintained for a certain holding time compared to the same type of fatigue test without holding time, in particular for a temperature range of use between -50 ° C and +200 ° C.
  • the loss of life observed during this fatigue test following the introduction of a holding time at the maximum load leads to the phenomenon called "dwell effect". More precisely, it is a creep at low temperature (below 200 ° C.) which coupled with the oligocyclic fatigue, causes an internal damage of the material until the premature failure of the part.
  • non-entangled needles having the same orientation are located on either side of a grain seal 10.
  • the needles are parallel to each other.
  • FR2936172 discloses a method of forging a thermomechanical titanium alloy part and FR2899241 discloses a heat treatment process of a thermomechanical titanium alloy part.
  • the present invention aims to provide a method of manufacturing a thermomechanical part made of a titanium alloy TA6Zr4DE which can be used industrially and to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide the possibility of limiting the extent of the "dwell effect" phenomenon.
  • the present invention aims to improve the thermomechanical manufacturing process to obtain parts whose life time to the phenomenon of "dwell effect" is increased, despite the cyclic stresses undergone at low temperatures.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a thermomechanical part made of a TA6Zr4DE titanium alloy comprising a forging step of a blank in the alpha / beta domain to form a preform, a stamping step to heat of the preform to form a blank, in the beta domain of the titanium alloy, and a heat treatment, characterized in that during the stamping step, the blank undergoes at all points a local deformation ⁇ superior or equal to 1.2, this mastering step ending in an immediate cooling at an initial cooling rate of greater than 85 ° C / min, and preferably greater than 100 ° C / min.
  • the idea underlying the present invention corresponds to the fact that it has been found that there exist within the material of parallel needle zones or colonies, conducive to the phenomenon of "dwell effect". Such colonies are found to consist of elongated primary alpha phase needles which are relatively coarse and contiguous with each other. Such colonies may have a length of up to several millimeters over a thickness of the order of 0.1 to 1.5 mm.
  • Such colonies constitute locations at which, when the material is under stress, a large concentration of dislocations occurs which, when activated, without any particular thermal effect, can cause slips between the needles, which can lead to breaks.
  • the present invention proposes to implement a manufacturing method making it possible to limit the size of grains and "colony-like” structures, in particular by aiming at obtaining "entangled” type structures, in order to minimize the effects of dwell effect ", and this by decreasing the range of free movement dislocations, to minimize their accumulation and the risk of breakage of the room.
  • the cooling ending the stamping is performed by quenching with water, especially with a water whose temperature does not exceed 60 ° C.
  • said heat treatment comprises a solution in the alpha / beta domain of the alloy immediately followed by cooling at a cooling rate greater than 100 ° C / min throughout the entire process. room.
  • the cooling ending solution dissolution is carried out by a quenching step of the room at a cooling rate greater than 150 ° C / min, and in particular between 200 and 450 ° C / min.
  • the cooling ending solution dissolution is carried out by quenching with oil or in a water / polymer mixture.
  • the manufacturing method according to the invention further comprises, between the stamping step (followed by cooling with water) and the solution step, a machining step, and in the pre-machining occurrence, aimed at reducing the massiveness of the part.
  • a machining step and in the pre-machining occurrence, aimed at reducing the massiveness of the part.
  • Other machining operations will follow to rectify the dimensions of the part and reach the final geometry.
  • the cooling rate should preferably be greater than 350 ° C / min if the pre-machining step is added.
  • the present invention relates to a thermomechanical part made of a titanium alloy TA6Zr4DE with the manufacturing method which has just been presented.
  • this titanium thermomechanical part forms a rotating part of a turbomachine, and in particular a compressor disk, especially a high-pressure compressor.
  • the present invention also relates to a turbomachine equipped with a thermomechanical part according to one of the definitions given above.
  • a blank or billet of material is forged in the alpha / beta domain for example at 950 ° C and followed by air cooling to form a preform.
  • This preform then undergoes a hot stamping step in the beta domain of the titanium alloy at a temperature of 1030 ° C., corresponding to the temperature of beta transus +30 ° C., followed by cooling with water after forging. hence the obtaining of a blank (also called "milled stock") intended to form a disk.
  • This mastering step is followed by a heat treatment comprising a solution step in the alpha / beta domain of the alloy at a temperature of 970 ° C., corresponding to the temperature of beta-trans-30 ° C., during a hour.
  • This dissolution step is followed by an oil quenching step or in a water-polymer mixture (minimum initial cooling rate of the order of 200 ° C./min and between 200 and 450 ° C. min).
  • a material having the microstructure visible on the figure 1 having at certain sites colonies consisting of alpha phase needles parallel to each other and located on either side of a grain boundary. These needles have an elongate section visible in the figure often extending over several hundred micrometers.
  • parallel needle colonies are fewer in number and smaller in size.
  • the majority of the needles are entangled and are, moreover, dissimilar in size. Indeed, as is apparent from the figure 2 , the needles are all smaller in section, their length remaining less than 100 micrometers, and generally of the order of 20 to 50 micrometers.
  • the decrease in the size of the needles is accompanied by a decrease in their volume and contiguous surfaces between needles, which hampers the ability to move defects such as dislocations or gaps, which travel distances weaker and have fewer possibilities to accumulate.
  • local deformation means the equivalent generalized deformation in the sense of Von Mises calculated by simulation software Forge 2005.
  • CAD computer-aided design
  • the material resulting from the entire manufacturing process has thermomechanical characteristics, and in particular the fatigue properties of olygocyclic fatigue under imposed deformation, which are no less than those of the materials resulting from the manufacturing process of the invention. prior art.

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Description

  • L'invention concerne un procédé thermomécanique de fabrication d'une pièce réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE, et une pièce résultant de ce procédé.
  • L'invention s'applique tout particulièrement, mais non limitativement aux pièces tournantes de turbomachines, telles que les disques, tourillons et rouets, et en particulier aux disques de compresseurs haute pression.
  • Actuellement, selon la technique utilisée par la demanderesse, les disques de compresseur haute pression sont obtenus par un forgeage comprenant une étape de forgeage de l'ébauche dans le domaine alpha/bêta et une étape de matriçage à chaud dans le domaine bêta de l'alliage de titane. Ce matriçage est réalisé environ à 1030 °C
  • Cette étape de matriçage sous presse est suivie d'un cycle de traitement thermique comprenant une étape de mise en solution dans le domaine alpha/bêta de l'alliage à la température de 970°C, correspondant à la température de bêta transus -30 °C, pendant une heure. Cette étape de mise en solution est suivie d'une étape de trempe dans de l'huile ou dans un mélange eau-polymère.
  • Ensuite on réalise un traitement de revenu à 595 °C pendant huit heures suivi d'un refroidissement à l'air.
  • Sans prise en compte de conditions particulières dans la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication, on aboutit à un alliage présentant des zones de microstructure grossière qui ne sont pas favorables à une bonne tenue de l'alliage de titane, notamment selon un essai de fatigue olygocyclique à contrainte imposée maintenue pendant un certain temps de maintien comparativement au même type d'essai de fatigue sans temps de maintien, en particulier pour une gamme de température d'utilisation comprise entre -50 °C et +200 °C. La chute de durée de vie observée lors de cet essai de fatigue suite à l'introduction d'un temps de maintien à la charge maximale conduit au phénomène appelé «dwell effect». Plus précisément, il s'agit d'un fluage à température peu élevée (inférieure à 200 °C) qui couplé avec la fatigue oligocyclique, provoque un endommagement interne du matériau jusqu'à la ruine prématurée de la pièce.
  • En particulier, on utilise préférentiellement un alliage dénommé «6242» qui comporte environ 6 % d'aluminium, 2 % d'étain, 4 % de zirconium et 2 % de molybdène. Il s'agit plus précisément de l'alliage TA6Zr4DE selon la nomenclature métallurgique.
  • Le type de structure propice au phénomène de « dwell effect » est représenté sur la figure 1 : des aiguilles non enchevêtrées présentant une même orientation sont localisées de part et d'autre d'un joint de grain 10. Dans cette configuration appelée structure « en plume », les aiguilles sont parallèles entre elles.
  • A contrario, lorsque les aiguilles de phase alpha sont bien enchevêtrées, c'est-à-dire qu'elles ne se regroupent pas en paquets d'aiguilles parallèles entre elles mais sont disposées et réparties avec des orientations bien différentes (voir figure 1 : zone 20 ou ensemble de la figure 2), on obtient une structure à privilégier qui n'est pas propice au phénomène de « dwell effect ».
  • Ainsi, l'application dans le domaine aéronautique, et en particulier pour un disque de compresseur haute pression est très sensible à ce phénomène de « dwell effect » du fait que pendant les phases de décollage et d'atterrissage, les moteurs sont soumis à des conditions de fonctionnement dans le domaine de températures et de contraintes correspondant à ce phénomène. Ce phénomène peut conduire à des amorçages de criques de fatigue prématurées, voire à la rupture de la pièce.
  • Ce phénomène de «dwell effect » est très bien identifié par les constructeurs de turbomachines et il fait l'objet de nombreuses études ; de plus, il concerne tous les alliages de titane stabilisés en température : alliages de titane des classes bêta, alpha/bêta, presque alpha et alpha.
  • FR2936172 décrit un procédé de forgeage d'une pièce thermomécanique en alliage de titane et FR2899241 décrit un procédé de traitement thermique d'une pièce thermomécanique en alliage de titane.
  • La présente invention a pour objectif de fournir un procédé de de fabrication d'une pièce thermomécanique réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE qui peut être mis en oeuvre de façon industrielle et permettant de surmonter les inconvénients de l'art antérieur et en particulier offrant la possibilité de limiter l'étendue du phénomène de « dwell effect ».
  • La présente invention a pour objectif d'améliorer le procédé de de fabrication thermomécanique pour obtenir des pièces dont la durée de vie au phénomène du « dwell effect » est augmentée, malgré les sollicitations cycliques subies à basse température.
  • A cet effet, la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'une pièce thermomécanique réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE comprenant une étape de forgeage d'une ébauche dans le domaine alpha/bêta pour former une préforme, une étape de matriçage à chaud de la préforme pour former une pièce brute, dans le domaine bêta de l'alliage de titane, et un traitement thermique, caractérisé en ce que lors de l'étape de matriçage, la pièce brute subit en tout point une déformation locale ε supérieure ou égale à 1,2, cette étape de matriçage se terminant par un refroidissement immédiat à une vitesse de refroidissement initiale supérieure à 85°C / min, et de préférence supérieure à 100°C/min.
  • L'idée à la base de la présente invention correspond au fait qu'il a été constaté qu'il existe au sein du matériau des zones d'aiguilles parallèles ou colonies, propices au phénomène de «dwell effect ». On constate que de telles colonies sont formées d'aiguilles allongées de phase alpha primaire relativement grossières et jointives entre elles. De tels colonies peuvent présenter une longueur allant jusqu'à plusieurs millimètres sur une épaisseur de l'ordre de 0,1 à 1,5 mm.
  • De telles colonies constituent des emplacements au niveau desquels, lorsque le matériau est sous contrainte, il se produit une concentration importante de dislocations qui, lorsqu'elles s'activent, sans effet thermique particulier, peuvent provoquer des glissements entre les aiguilles, ce qui peut conduire à des ruptures.
  • La présente invention se propose de mettre en oeuvre un procédé de fabrication permettant de limiter la taille de grains et les structures de type « colonies », en particulier en visant l'obtention de structure type « enchevêtrées », afin de minimiser les effets du «dwell effect», et ceci en diminuant l'étendue de libre circulation des dislocations, afin de minimiser leur accumulation et le risque de rupture de la pièce.
  • C'est pour cette raison que de façon caractéristique, selon la présente invention, on réalise non seulement une déformation minimale locale de la pièce pour obtenir une fine microstructure à l'issue de l'étape de matriçage, mais en outre on s'assure de conserver cette fine microstructure en réalisant un refroidissement immédiat et suffisamment rapide de la pièce brute à l'issue de l'étape de matriçage.
  • Par exemple le refroidissement terminant le matriçage est réalisé par trempe à l'eau, notamment avec une eau dont la température ne dépasse pas 60°C.
  • Avantageusement, dans ce procédé de fabrication conforme à l'invention ledit traitement thermique comporte une mise en solution dans le domaine alpha/bêta de l'alliage suivie immédiatement par un refroidissement à une vitesse de refroidissement supérieure à 100°C / min dans toute la pièce.
  • De préférence, le refroidissement terminant la mise en solution est réalisé par une étape de trempe de la pièce à une vitesse de refroidissement supérieure à 150°C / min, et en particulier comprise entre 200 et 450°C/min.
  • Avantageusement, le refroidissement terminant la mise en solution est réalisé par trempe à l'huile ou dans un mélange eau/polymère.
  • Ainsi, grâce à ce refroidissement rapide, on fige l'état de la microstructure dans sa situation à la fin de l'étape de mise en solution et on évite une nouvelle évolution de cette microstructure avec un grossissement des aiguilles des colonies de phase alpha propices au phénomène de « dwell effect ».
  • Aussi, ce choix de vitesse de trempe élevée permet de favoriser la transformation de type martensitique (qui aboutit à une microstructure plutôt fine) de la phase bêta en phase alpha par rapport au phénomène de type germination/croissance (qui aboutit à une microstructure plutôt grossière).
  • Egalement, de préférence, à la fin du procédé de fabrication conforme à l'invention, le procédé comporte en outre les étapes suivantes:
    • on réalise, après l'étape de trempe terminant la mise en solution, une étape de revenu à une température de l'ordre de 595°C pendant une durée de l'ordre de 8h, avec un refroidissement ultérieur à l'air.
  • Avantageusement, le procédé de fabrication selon l'invention comporte en outre, entre l'étape de matriçage (suivie d'un refroidissement à l'eau) et l'étape de mise en solution, une étape d'usinage, et en l'occurrence de pré-usinage, visant à diminuer la massivité de la pièce. D'autres opérations d'usinage suivront pour rectifier les dimensions de la pièce et atteindre la géométrie finale.
  • Après l'étape de trempe, la vitesse de refroidissement doit être de préférence supérieure à 350°C/min si l'étape de pré-usinage est ajoutée.
  • De cette façon, on peut réduire les volumes de matière à traiter lors du traitement thermique et refroidir plus rapidement l'ensemble de la pièce.
  • Les inventeurs ont constaté que cette méthode de fabrication qui permet d'affiner la structure, n'a pas pour conséquence, d'affecter les propriétés thermomécaniques du matériau.
  • Egalement, la présente invention porte sur une pièce thermomécanique réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE avec le procédé de fabrication qui vient d'être présenté.
  • De préférence, cette pièce thermomécanique en titane forme une pièce tournante d'une turbomachine, et en particulier un disque de compresseur, notamment de compresseur haute pression.
  • Enfin, la présente invention se rapporte également à une turbomachine équipée d'une pièce thermomécanique selon l'une des définitions données ci-dessus.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1, déjà décrite, montre la microstructure obtenue selon le procédé de fabrication classique de l'art antérieur ;
    • la figure 2, déjà décrite, montre la microstructure type obtenue selon le procédé de fabrication selon la présente invention;
    • la figure 3 illustre les étapes du procédé de fabrication selon l'art antérieur et selon l'invention, et,
    • la figure 4 montre les résultats de durée de vie d'un test de fatigue (cycles « trapèze » avec temps de maintien) à température ambiante, pour une pièce résultant du procédé de fabrication de l'art antérieur et pour une pièce obtenue par le procédé de fabrication conforme à l'invention et sur deux zones (référencées 3 et 5) de massivité différente de la pièce.
  • En relation avec la figure 3, on rappelle en quoi consiste le traitement thermique classique de l'art antérieur utilisé notamment par la société demanderesse pour des disques de compresseur haute pression réalisés dans l'alliage de titane TA6Zr4DE ou «6242».
  • Au départ, une ébauche ou billette de matériau est forgée dans le domaine alpha/bêta par exemple à 950°C et suivie d'un refroidissement à l'air pour former une préforme.
  • Cette préforme subit ensuite une étape de matriçage à chaud dans le domaine bêta de l'alliage de titane à la température de 1030 °C, correspondant à la température de bêta transus +30 °C, puis un refroidissement à l'eau après forgeage, d'où l'obtention d'une pièce brute (encore appelé « brut matricé ») destinée à former un disque.
  • Cette étape de matriçage est suivie d'un traitement thermique comprenant une étape de mise en solution dans le domaine alpha/bêta de l'alliage à la température de 970 °C, correspondant à la température de bêta transus -30 °C, pendant une heure.
  • Cette étape de mise en solution est suivie d'une étape de trempe à l'huile ou dans un mélange eau-polymère (vitesse de refroidissement initiale minimale de l'ordre de 200°C/min et compris entre 200 et 450°C/min).
  • Ensuite on réalise un traitement de revenu à 595°C pendant huit heures avec refroidissement à l'air.
  • On obtient un matériau présentant la microstructure visible sur la figure 1, présentant à certains emplacements des colonies constituées d'aiguilles de phase alpha parallèles entre elles et situées de part et d'autres d'un joint de grain. Ces aiguilles présentent une section de forme allongée visible sur la figure s'étendant souvent sur plusieurs centaines de micromètres.
  • Sur la figure 2, la microstructure visible correspond à celle d'un alliage de titane identique à celui de la figure 1, ayant subi le procédé de fabrication précité à la différence suivante près :
    • lors de l'étape de matriçage, la pièce brute subit en tout point une déformation locale ε supérieure ou égale à 1,2. Avantageusement, cette valeur de déformation locale minimale ε est de 1,5, de préférence supérieure à 1,7, voire de 1,9, avec une majorité de point dépassant 2.
  • Dans ce cas, les colonies d'aiguilles parallèles sont moins nombreuses et de plus petite taille. La majorité des aiguilles sont enchevêtrées et sont, de plus, dissemblables en taille. En effet, comme il ressort de la figure 2, les aiguilles sont toutes de taille plus petite en section, leur longueur restant inférieure à 100 micromètres, et généralement de l'ordre de 20 à 50 micromètres.
  • En conséquence, on peut s'attendre à ce que l'absence de grandes aiguilles alignées parallèlement empêche le phénomène de « dwell effect » par prévention des accumulations de dislocations susceptibles d'engendrer des risques de rupture.
  • En effet, la diminution de la taille des aiguilles s'accompagne d'une diminution de leur volume et des surfaces jointives entre aiguilles, ce qui freine l'aptitude au déplacement des défauts tels que les dislocations ou les lacunes, qui parcourent ainsi des distances plus faibles et présentent moins de possibilités de s'accumuler.
  • Selon la présente invention, on entend par déformation locale ε la déformation généralisée équivalente au sens de Von Mises calculée par logiciel de simulation Forge 2005. L'équation de calcul :
    Figure imgb0001
  • Avec [ε]pl qui correspond au tenseur des déformations plastiques.
  • Pour s'assurer que l'on a obtenu la valeur minimale de déformation locale en tout point à l'issue de l'étape de matriçage, on utilise une simulation, en utilisant des moyens de CAO (conception assistée par ordinateur).
  • En particulier le matériau résultant de l'ensemble du procédé de fabrication présente des caractéristiques thermomécaniques, et en particulier des propriétés de tenue en fatigue olygocycliques sous déformation imposée, qui ne sont pas plus faibles que celles des matériaux résultants du procédé de fabrication de l'art antérieur.
  • Un test de tenue en fatigue olygocyclique à contrainte imposée a été mené en utilisant un signal en forme de trapèze (1 s sans contrainte, 40s avec contrainte, 1s sans contrainte), avec une contrainte maximale de 772 MPa, à température ambiante, pour un disque de compresseur haute pression.
  • Les résultats en terme du nombre de cycles avant rupture pour des essais pratiqués dans une zone 3 (correspondant à un alésage) et dans une zone 5 (correspondant à la toile) des disques, et visibles sur la figure 4, sont mentionnée dans le tableau 1 suivant : Tableau 1
    Zone 3 moyenne Zone 5 moyenne
    Gamme standard - Art antérieur 88278 91754 30003 28000
    95235 25997
    Invention 150903 139443 (+52%) 105213 120821 (+ 331%)
    127903 136430
  • Ainsi, on constate une augmentation de la durée de vie et donc une résistance au phénomène de «dwell effect » allant d'un facteur 1,5 (en zone 3) à un facteur 4 (en zone 5), qui est très significative.
  • Parmi les autres essais mécaniques menés comparativement et qui ont démontré une résistance au moins aussi élevée pour une pièce issue du procédé de fabrication selon l'invention que pour une pièce issue d'une gamme standard, on peut relever des tests de traction (à 20°C et à 450°C) et des tests de fluage-allongement à 500°C.
  • On a également relevé une durée de vie augmentée d'un facteur 3 pour une pièce issue du procédé de fabrication selon l'invention par rapport à une pièce issue d'une gamme standard, s'agissant d'un test en fatigue vibratoire à contrainte imposée à température ambiante, sous une fréquence de 80 Hz.

Claims (12)

  1. Procédé thermomécanique de fabrication d'une pièce réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE comprenant une étape de forgeage d'une ébauche dans le domaine alpha/bêta pour former une préforme, une étape de matriçage à chaud de la préforme pour former une pièce brute, dans le domaine bêta de l'alliage de titane, et un traitement thermique, caractérisé en ce que lors de l'étape de matriçage, la pièce brute subit en tout point une déformation locale ε supérieure ou égale à 1,2, cette étape de matriçage se terminant par un refroidissement immédiat à une vitesse de refroidissement initiale supérieure à 85°C / min, la déformation locale étant définie par la formule
    Figure imgb0002
     avec [ε]pl qui correspond au tenseur des déformations plastiques.
  2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement thermique comporte une mise en solution dans le domaine alpha/bêta de l'alliage suivie immédiatement par un refroidissement à une vitesse supérieure à 100°C / min.
  3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le refroidissement terminant le matriçage est réalisé par trempe à l'eau.
  4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le refroidissement terminant la mise en solution est réalisé par une étape de trempe de la pièce à une vitesse de refroidissement initiale supérieure à 150°C / min.
  5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que le refroidissement terminant la mise en solution est réalisé par trempe à l'huile ou dans un mélange eau / polymère.
  6. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse de refroidissement, lors de l'étape de trempe de la pièce terminant la mise en solution est comprise entre 200 et 450°C/ min.
  7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes :
    - on réalise, après l'étape de trempe terminant la mise en solution, une étape de revenu à une température de l'ordre de 595°C pendant une durée de l'ordre de 8h, avec un refroidissement ultérieur à l'air.
  8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, entre l'étape de matriçage et l'étape de mise en solution, une étape d'usinage visant à diminuer la massivité de la pièce.
  9. Pièce thermomécanique réalisée dans un alliage de titane TA6Zr4DE réalisé selon le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Pièce thermomécanique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle forme une pièce tournante d'une turbomachine.
  11. Pièce thermomécanique selon la revendication 9 ou 10 caractérisée en ce qu'elle forme un disque de compresseur haute pression.
  12. Turbomachine comprenant une pièce thermomécanique selon l'une quelconque des revendications 9 à 11.
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