Solidification équiaxe d’un nouvel acier inoxydable en conditions de fabrication additive arc-fil

La fabrication additive arc-fil (WAAM) est un procédé permettant la fabrication de pièces de grandes dimensions, permettant notamment la réduction des phases d’usinage par rapport à une fabrication conventionnelle. La microstructure issue de ces procédés est généralement constituée de gros grains colonnaires, peu favorables à l’obtention de bonnes propriétés mécaniques pour la pièce. Un nouvel alliage a été obtenu au laboratoire par mélange de deux aciers inoxydables commerciaux, à l’aide d’un procédé arc-fil TIG double fil. La solidification de cet alliage est équiaxe, avec une taille de grains inférieure à 50 μm, là où les mêmes conditions de fabrication appliquées d’autres alliages conduisent à des grains colonnaires de plusieurs millimètres, voire centimètres, permettant donc d’espérer un gain important sur les propriétés mécaniques (notamment résilience et résistance en fatigue).

L’objectif de ce stage est de comprendre les mécanismes mis en jeu dans la solidification de ce nouvel acier inoxydable et ses conséquences sur les relations microstructure/propriétés mécaniques. L’approche se basera sur la fabrication d’échantillons à l’aide d’un procédé arc-fil TIG double fil, une caractérisation structurale (microscopie optique, microscopie électronique à balayage et EBSD) et mécanique (dureté, traction, essais Charpy). Elle sera complétée par des calculs d’équilibres de phases par méthodes CalPhaD ainsi que par des essais Gleeble, réalisés chez un partenaire.