Thèse dans l'équipe TMP

Étude de la précipitation dans des alliages à gradient de composition

  • Laboratoire d’accueil principal : MATEIS
  • Laboratoire partenaires : LMI (Lyon), SIMAP (Grenoble)
  • Date de démarrage : octobre 2019
  • Encadrement : M. Perez, X. Boulnat, O. Dezellus, A. Deschamps
  • Salaire : 2135 € bruts (~ 1750 € nets mensuels)
  • Possibilité d’enseigner ? OUI (vacations INSA Lyon)

Contexte

La métallurgie combinatoire constitue aujourd’hui un outil au service du développement de nouveaux alliages métalliques. Elle se décline au niveau de l’élaboration, dans les simulations ainsi que dans les méthodes de caractérisation. Son principe consiste à concevoir des échantillons permettant d’explorer une large gamme de compositions chimiques. On distingue pour ce faire deux grandes techniques : les couples de diffusion et la métallurgie des poudres. On peut aussi pour une composition donnée, imposer un gradient thermique sur un même échantillon. Du point de vue de la caractérisation, il est possible d’obtenir sur un même échantillon des cartographies de propriétés sur un vaste domaine de composition et/ou températures, constituant ainsi un outil précieux d’aide au design d’alliages. Du point de vue de la modélisation et de la simulation, les puissances de calculs aujourd’hui disponibles permettent d’envisager des calculs massifs explorant de manière systématique de larges domaines de composition afin d’en extraire les zones susceptibles de présenter un intérêt pour des applications potentielles.

Sujet

Au cours de cette thèse, il est envisagé d’élaborer deux alliages à gradient de composition : un acier micro-allié et un alliage d’aluminium 6XXX par couple de diffusion et métallurgie des poudres. Les propriétés mécaniques des alliages Al-Mg-Si sont assurées par durcissement structural. Cependant, autant, la séquence de précipitation de la composition pseudo-binaire (composition Al-Mg2Si) est très bien connue, autant les conséquences de l’excès de Si sont très mal comprises. Les aciers micro-alliés, doivent leur excellentes propriétés à la présence de précipités (Ti,Nb,V)(C,N) qui bloquent la croissance des grains austénitiques. Pourtant, dans certaines conditions encore mal comprises (température, fraction volumique de précipités), certains grains austénitiques croissent de manière anormale (croissance de certains grains au détriment d’autres). Pour ces deux applications, une caractérisation et modélisation sous forme de champ (carte de propriétés mécaniques et microstructurales) d’un alliage à composition variable permettrait certainement de mieux comprendre le rôle précis de la composition sur les propriétés.


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