Compréhension quantitative et modélisation des mécanismes dhéritage de dislocation durant les transformation de phase
J-7
Doctorat Doctorat complet
Sciences pour l'Ingénieur
Ile-de-France
- Disciplines
- Autre (Sciences pour l'Ingénieur)
- Laboratoire
- Centre des Matériaux
- Institution d'accueil
- Ecole nationale supérieure des mines de Paris
Description
Les transformations de phase influencent fortement les propriétés mécaniques des matériaux métalliques. Selon la nature de la transformation et les relations cristallographiques entre phases, les dislocations présentes dans la phase mère peuvent interagir de différentes manières avec les interfaces de transformation. Dans certains cas, des observations expérimentales suggèrent qu'une partie de ces défauts pourrait être transmise à la phase fille, conduisant à un héritage partiel de la microstructure de dislocations. Ce phénomène est susceptible daffecter lécrouissage, les contraintes internes et les mécanismes de diffusion, mais reste aujourdhui mal compris, en particulier dans le cas des transformations diffusives.Lobjectif de cette thèse est détudier de manière quantitative les mécanismes dhéritage des dislocations lors des transformations γ→γ′ dans les superalliages monocristallins base nickel. Le travail combinera des expériences de microscopie électronique en transmission in situ et post-mortem avec le développement de modèles de champ de phase afin de relier les structures de dislocations initiales à celles observées après transformation.
Compétences requises
Profil type pour une thèse à MINES Paris: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, dinnovation et de communication. Qualités dadaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent. Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Le candidat devra être titulaire dun diplôme Bac+5 ou équivalent en Sciences des Matériaux, Physique ou discipline apparentée et devra avoir un goût prononcé pour la recherche expérimentale et les manipulations techniques. De bonnes connaissances en métallurgie physique ainsi quune première expérience en caractérisation microstructurale seraient appréciées. Un intérêt pour la modélisation numérique des matériaux constituera un atout. Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr et mathias.lamari@minesparis.psl.eu comportant un curriculum vitae détaillé une copie de la carte didentité ou passeport une lettre de motivation/projet personnel des relevés de notes L3, M1, M2 2 lettres de recommandation les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation une attestation de niveau danglaisBibliographie
[1] P. Caron and T Khan. Improvement of creep strength in a nickel-base single-crystal superalloy by heat treatment. Materials Science and Engineering, 61(2):173184, 1983.[2] T. M. Pollock and S. Tin. Nickel-based superalloys for advanced turbine engines: chemistry, microstructure and properties. Journal of propulsion and power, 22(2):361374, 2006.
[3] S. Antonov, W. An, S. Utada, X. Guo, C. Schwalbe, W. Zheng, C. M. F. Rae, J. Cormier, and Q. Feng. Evaluation and comparison of damage accumulation mechanisms during non-isothermal creep of cast Ni-based superalloys. In Superalloys 2020: Proceedings of the 14th International Symposium on Superalloys, pages 228239. Springer, 2020.
[4] S. Utada. Effect of a Prior Plastic Deformation during Heat Treatments on the Mechanical Properties of Ni-Based Superalloys for Turbine Blade Application. PhD thesis, Ecole nationale supérieure de mécanique et daérotechnique, 2020.
[5] J. Meiser and H. M. Urbassek. Dislocations help initiate the αγ phase transformation in ironan atomistic study. Metals, 9(1):90, 2019.
[6] B. Li, X. M. Zhang, P. C. Clapp, and J. A. Rifkin. Molecular dynamics simulations of the effects of defects on martensite nucleation. Journal of Applied Physics, 95:1698, 2004.
[7] J. Liu, C. Chen, Q. Feng, X. Fang, H. Wang, F. Liu, J. Lue, and D. Raabe. Dislocation activities at the martensite phase transformation interface in metastable austenitic stainless steel: An in-situ tem study. Materials Science and Engineering A, 703:200209, 2018.
[8] N. Bruzy, M. Coret, B. Huneau, L. Stainier, C. Denoual, M. Mondon, and G. Kermouche. Real time imaging of strain fields induced by the ferrite-to-austenite transformation in high purity iron. Materials Today Communications, 24:101028, 2020.
[9] G. J. Shiflet. Low energy dislocation structures caused by phase transformations. Materials Science and Engineering, 81:61100, 1986.
[10] B. Mansoz, L. M. Bortoluci Ormastroni, J. Rame, C. Schwalbe, K. V. Vamsi, P. Caron, J. Cormier, and F. Pettinari-Sturmel. Tensile behavior of single crystal nickel-based superalloys at 650°c. Intermetallics, 161:107976, 2023.
[11] M. Cottura, B. Appolaire, A. Finel, and Y. Le Bouar. Coupling the phase field method for diffusive transformations with dislocation density-based crystal plasticity: Application to
Ni-based superalloys. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 94:473489, 2016.
[12] K. Ammar, B. Appolaire, S. Forest, M. Cottura, Y. Le Bouar, and A. Finel. Modelling inheritance of plastic deformation during migration of phase boundaries using a phase field method. Meccanica, 49:26992717, 2014.
[13] W. Jbara. Analyse expérimentale et modélisation par champs de phase du couplage mécanique/diffusion. PhD thesis, Université Paris sciences et lettres, 2024.
Mots clés
Superalliage base-nickel, plasticité, transformation de phase, dislocationOffre financée
- Type de financement
- Contrat Doctoral
Dates
Date limite de candidature 31/07/26
Durée36 mois
Date de démarrage01/10/26
Date de création26/06/26
Langues
Niveau de français requisAucun
Niveau d'anglais requisAucun
Divers
Frais de scolarité annuels400 € / an
Contacts
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