Description

La fabrication des disques de turbine en superalliages passe par différentes opérations de déformation à chaud et de traitement thermique au cours desquelles la microstructure évolue.
Ces évolutions conditionnent la microstructure finale du matériau, donc la capacité du matériau à soutenir les conditions de température et de contrainte sévères vues
en service, et la durée de vie de la pièce.
Par ailleurs, afin de repousser encore les températures limites des superalliages employés et leurs performances mécaniques, des nuances de plus en plus alliées sont évaluées.
La complexité croissante de ces alliages appelle, par ricochet, à une remise en question des modèles et des simulations généralement pratiquées dans l’état de l’art pour discuter de l’évolution des joints de grains lors des mécanismes de recristallisation et de croissance de grains en présence de populations complexes de particules de seconde phase, particulièrement pour les superalliages de type γ-γ’.
Les partenaires ont développé une large expérience des simulations appliquées aux superalliages base nickel [3-5] et concernant les mécanismes énoncés [6-8] et cette thèse aura pour but d’intégrer, aux outils de simulations, de nouveaux mécanismes d’interactions entre les précipités et les joints de grains lors de leur migration.
En effet, au delà des mécanismes d’ancrage déjà bien documentés pour des populations statiques de précipité, l’évolution des particules de seconde phase en interaction avec les joints de grains peut mener à des mécanismes plus complexes à appréhender en termes d’impact sur la microstructure obtenue.
Il s’agira de s’intéresser, au contact des joints de grains, à la dissolution/ reprécipation et le mûrissement de ces précipités tout en mesurant précisément l’impact de ces mécanismes sur l’épinglage.

Compétences requises

Master 2 ou diplôme d’ingénieur en Mathématiques Appliqués ou Métallurgie avec un très bon dossier. Compétences en modélisation numérique, compétences en anglais, capacités à travailler dans une équipe multidisciplinaire et cosmopolite.

Bibliographie

Fig1. 2D grain growth simulation with
evolutive second phase particles [4].
[1] P. Héritier. Superalliages, Techniques de
l’Ingénieur, 2022.
[2] T. Grosdidier et al. Materials science &
engineering. A. 256 (1-2). 1998
[3] A. Agnoli et al. Computational Materials
Science, 89:233–241, 2014.
[4] K. Alvarado et al. Metals, 11(12), 2021.
[5] S. Florez, and M. Bernacki. Computational Materials Science, 256:113958, 2025.
[6] A. Coyne-Grell. PhD, Strathclyde Glasgow, 2023.
[7] S. Vernier. PhD, Mines Paris PSL, 2019.
[8] F. Pascual Goce et al. Materials science &
engineering A. 2026

Mots clés

Métallurgie , Microstructure , Simulation