Développement et optimisation d’un alliage d’aluminium à gradient de structure

L’objectif de la thèse est de concevoir un alliage d’aluminium à gradient de structure en combinant des gradients de composition et de déformation. Ces gradients seront développés via un procédé de déformation plastique sévère, à savoir le soudage ou le traitement de surface par friction-malaxage (FSW/P) appliqué à des empilements multicouches et combiné à des traitements thermiques. Les gradients de microstructure sur des échelles millimétriques devraient permettre d’atteindre des compromis limite d’élasticité/ductilité hors du commun. L’étude des relations structures/propriétés est au cœur de ce travail de thèse et permettra d’optimiser la conception des gradients.

La microstructure des matériaux développés (taille de grains, état de précipitation, état de déformation…) sera caractérisée à toutes les échelles par un large panel de techniques expérimentales allant de l’échelle macroscopique à l’échelle atomique (microscopies optique, électroniques à balayage (MEB) et à transmission (MET), diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD), diffraction des rayons X, sonde atomique tomographique (SAT)). Des essais de dureté et de traction couplée à de la corrélation d’images numériques permettront par ailleurs de caractériser mécaniquement les nouveaux alliages.

Les données obtenues permettront d’identifier les mécanismes de transformations de phases induites par la déformation et la température ainsi que les mécanismes de déformation des alliages gradés développés. La corrélation entre paramètres de procédé, microstructure et propriétés mécaniques conduira finalement à optimiser la conception.

Le/la doctorante participera à la mise en œuvre du procédé FSW/P. Il(elle) sera formé(e) pour être autonome pour la réalisation des essais mécaniques et la caractérisation microstructurale par microscopie optique, DRX et MEB. Une formation de base en MET et SAT sera dispensée.