Soutenance de thèse de Thomas Rieger

Thomas Rieger a le plaisir de vous convier à sa soutenance de thèse intitulée :

Étude thermodynamique, microstructurale et mécanique d’alliages concentrés complexes renforcés par précipitation pour des applications structurales à haute température

Celle-ci aura lieu le vendredi 11 décembre et débutera à 14h00 heures en visio-conférence sur les liens suivants :

Partie 1 (soutenance et questions-réponses avec le jury)

Partie 2 (annonce des résultats, après délibération du jury)

Résumé

Afin d’augmenter la température de fonctionnement et donc le rendement, de nouvelles classes d’alliages métalliques sont recherchées pour les turbines à basse pression présentes dans le dernier étage des turboréacteurs. Les Alliages à Haute Entropie (AHEs) forment des solutions solides fortement substituées et sont considérés comme des candidats potentiels pour devenir la matrice d’alliages renforcés par précipitation. Ainsi, les alliages issus du système sénaire Al–Ti–Cr–Fe–Co–Ni et comportant une matrice cubique à faces centrées (cfc) et une phase ordonnée de structure L12 pourraient constituer une solution idéale. Ainsi, l’objectif de cette étude est de déterminer le rôle de la composition chimique sur la stabilité des phases et sur les propriétés à haute température des alliages cfc+L12 du système Al–Ti–Cr–Fe–Co–Ni. La finalité est de déterminer le potentiel de ces alliages à répondre au cahier des charges exigeant des pièces présentes dans les turbines à basse pression. Dans un premier temps, des calculs massifs utilisant l’approche CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) ont été effectués, permettant de mettre en lumière le rôle de chaque élément et de définir les frontières du domaine biphasé cfc+L12 dans le système sénaire. Ces calculs montrent l’importance du quaternaire Al–Ti–Co–Ni dans l’obtention de microstructures cfc+L12. A l’inverse, les additions de Cr et Fe réduisent le nombre d’alliages d’intérêt en diminuant l’étendue du domaine biphasé de manière significative et tendent à promouvoir la formation de phases indésirables. Cette première étape a permis de sélectionner huit alliages possédant la microstructure cfc+L12 désirée, qui ont ensuite été élaborés puis caractérisés. Les résultats obtenus mettent en évidence un accord satisfaisant entre les données prédites et expérimentales. Par la suite, la cinétique de coalescence des précipités ordonnés L12 dans quatre nuances a été évaluée. A ce titre, la taille moyenne des précipités ainsi que la distribution en tailles ont été mesurées à la suite de traitements thermiques à trois températures (850°C, 900°C et 950°C) pour cinq temps de traitement, de 30 minutes à 70 heures. L’analyse des résultats permet de mettre en évidence une énergie d’activation pour la coalescence élevée par rapport aux alliages standards. Finalement, les propriétés mécaniques ont été évaluées afin de mesurer le potentiel de ces matériaux concentrés complexes pour des applications aéronautiques à haute température.