STAGE Master 2 “Caractérisation et simulation de l’évolution de matériaux à gradient de composition produits par fabrication additive (dépôt de poudre par fusion laser)”

  • Stage M2
  • Toulouse

Site IRT Saint Exupéry et Cirimat Toulouse

« Caractérisation et simulation de l’évolution de matériaux à gradient de composition produits par fabrication additive (dépôt de poudre par fusion laser) »

Missions:
L’industrie aéronautique et spatiale porte un intérêt grandissant aux procédés de fabrication additive métallique pour la production de pièces mécaniques d’éléments de structure. Le développement de ces procédés passe néanmoins par la connaissance approfondie et la maîtrise des microstructures résultantes de ces procédés de fabrication. Dans le cadre de son programme de recherche dédié à la fabrication additive métallique, l’IRT Saint Exupéry souhaite développer des activités autour de la conception de matériaux à gradient de compositions.

Au sein de l’équipe Matériaux Métalliques et Traitements de Surfaces, le/la stagiaire sera chargé(e) de mener une étude visant à développer des méthodes de sélection de matériaux pour fabriquer des systèmes multi matériaux par fabrication additive. L’un des enjeux de ces systèmes à gradient est de pouvoir passer d’un matériau A à B pour des matériaux originellement incompatibles. L’utilisation d’un gradient de composition permet par exemple d’accommoder des différences de coefficient de dilation ou d’éviter la précipitation de phases néfastes pour l’intégrité du système à gradient et pouvant précipiter à l’interface A/B.

Le procédé de transformation étudié sera le dépôt de poudre par fusion laser (Laser Metal Deposition : LMD). Les travaux porteront sur l’étude de couples entre le superalliage 718 et un ou deux autres alliages à base de nickel. Cette étude portera notamment sur la comparaison entre des résultats expérimentaux et des résultats de simulation.
Les principaux objectifs du stage sont :

  • Analyses métallographiques à différentes échelles des microstructures développées, fournissant des éléments d’information allant des tailles locales de grains à l’identification des phases présentes à l’issue de la fabrication (MO, MEB, DRX).
  • Traitements de vieillissement isotherme de durées échelonnées sur matériaux à gradients produits et caractérisation des évolutions métallurgiques et transformations de phases intervenant à température de service visée (MEB, DRX).
  • Prédiction de l’évolution métallurgique des matériaux lors de maintien isotherme par calculs thermodynamiques réalisés avec le logiciel Thermocalc. Intégration des profils de composition chimiques obtenus en microsonde de Castaing (EPMA) dans le logiciel Thermocalc afin de simuler les transformations de phases.
  • Développement d’une méthodologie pour sélectionner les compositions des couches permettant la transition du matériau A vers B en évitant la précipitation de phases néfastes à la résistance du système à gradient lors de maintiens isothermes. Cette méthodologie s’appuiera sur la confrontation des résultats obtenus par caractérisation et simulation sur les couples de matériaux étudiés dans le stage.

Profil:

  • Etudiant(e) en dernière année d’école d’Ingénieur ou Master 2, spécialité Matériaux Métalliques / Métallurgie / Mécanique
  • Goût pour le travail expérimental et de simulation
  • Capacités d’initiative et de proposition
  • Capacité d’analyse et de synthèse
  • Rigueur et autonomie
  • Maitrise de l’Anglais

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