Sélection des microstructures de solidification

Les microstructures de solidification des alliages métalliques peuvent prendre de multiples formes (dendrites, cellulaire, front plan…) qui influencent les propriétés d’usage des pièces fabriquées. Or, pour un même alliage, des microstructures différentes peuvent être observées en fonction des conditions de solidification. Des théories fondées sur les compétitions de structures existent pour analyser ces évolutions mais sont pour le moment peu développées pour les alliages multi-constitués. Le développement de ces théories est ainsi nécessaire pour prédire les structures générées en fabrication additive pour des alliages industriels.

Dans cette thèse, on se propose d’utiliser et de développer les outils du CEMEF de calcul de loi de croissance de structures de solidification pour permettre une analyse des compétitions microstructurales dans les alliages multi-constitués. Une première partie du travail de thèse consistera à développer ces outils pour permettre de prédire les lois de croissance de microstructures eutectiques dans des alliages multi-constitués, notamment pour des procédés à solidification rapide, comme les procédés de fabrication additive. Ces modèles permettront d’éditer des cartes de sélection qui seront validées par comparaison à des données expérimentales.

Enfin, ces outils seront utilisés pour développer des modèles de microségrégation avancés afin de prédire les chemins de solidification au cours de la solidification d’alliages d’intérêt industriels.