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Résumé thèse Cédric BELLOT

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Compréhension et modélisation de la précipitation dans les aciers martensitiques à très hautes résistances mécaniques

 

Cédric BELLOT - 8 février 2012

Dans l'objectif d'allègement des structures nécessaires pour les applications aéronautiques, deux nouvelles familles d'aciers martensitiques ont fait leur apparition depuis une vingtaine d'année. La première famille est composée d'aciers durcis par la présence de carbures M2C formés pendant le revenu qui contiennent de forte quantité de cobalt les rendant très onéreux. Une deuxième famille d'aciers a fait son apparition par la suite avec cette fois une double précipitation de carbures et d'intermétalliques ce qui a permis de fortement diminuer les teneurs en cobalt. <
La caractérisation de la précipitation formée au cours du traitement thermique a été effectuée à l'aide de techniques de pointe complémentaires telles que la microscopie en transmission, la diffusion de neutrons aux petits angles, la sonde atomique tomographique ou la DRX Synchrotron. Ces techniques ont permis d'accéder aux paramètres pertinents de la microstructure que sont les structures cristallographiques, la distribution de taille, la chimie et la fraction volumique des précipités. Les deux familles d'aciers étudiés ne présentent pas de précipitation de carbures de fer de type M3C comme c'est le cas dans d'autres aciers martensitiques. La présence d'aluminium et donc la précipitation d'intermétalliques permet de maintenir une densité de dislocations élevées, permettant une forte diminution de la teneur en cobalt qui a le même effet.
Afin de pouvoir systématiser les études sur la compréhension des mécanismes de précipitation, il est nécessaire d'utiliser des outils de modélisation, permettant ainsi de connaître les séquences de précipitation. La simulation thermocinétique a été réalisée à l'aide du logiciel Matcalc développé par l'Université de Vienne (Autriche). Une nouvelle méthode de calcul prenant en compte le calcul de la composition chimique du nucléus critique a permis de simuler avec une très bonne précision l'évolution de la précipitation des intermétalliques au cours du revenu. Une nouvelle phase a également été crée dans les bases thermodynamiques afin de prendre en compte la ségrégation du carbone sur les dislocations.

Mots clés : aciers martensitiques, traitement thermique, précipitation, carbure, intermétallique, thermocinétique, thermodynamique, Matcalc