technique. >>> ETUDE DE LA STRUCTURE ET représentatives des conditions de service de ces interactions entre joints de grain et DE LA MACRO-SÉGRÉGATION des culasses automobiles (20-250°C), il est dislocations sont identifiées depuis de nom- DE LINGOTS DE 4.2 T COULÉS nécessaire de caractériser cette micros- breuses années, tel que l’effet de la taille de tructure et de réaliser des essais in situ sous grain sur les propriétés mécaniques (loi de EN SOURCE tomographie par rayons X. La tomographie Hall-Petch). Les joints de grains évoluent Isabelle POITRAULT de laboratoire permet de caractériser la généralement sous l’effet de divers traite- Industeel, ArcelorMittal, Le Creusot distribution des pores. L’espace interden- ments thermiques et mécaniques imposés, dritique contient ensuite trois phases plus à l’état solide, à la plupart des alliages métal- Face à la concurrence mondiale, les sidérur- rigides : les intermétalliques au Cu, les inter- liques d’usage courant. Néanmoins, leur origine gistes français doivent innover en perma- métalliques au Fe et le Si eutectique ; cette remonte à l’étape initiale de solidification nence pour proposer des produits de plus dernière n’est pas visible en tomographie de depuis l’état liquide. Dans cette présentation, en plus performants. Un des défis actuels, laboratoire. Des essais de traction in-situ sous nous aborderons la compétition de croissance en particulier pour les marchés du transport tomographie de laboratoire ont confirmé la entre grains pendant la solidification (cel- et de l’énergie, est la fabrication de pièces compatibilité de l’alliage avec la technique lulaire ou dendritique) à l’échelle du joint de présentant une très grande homogénéité de de Corrélation d’Images Volumiques (CIV). Le grain individuel. En utilisant des simulations propriétés. Ainsi, pour garantir les proprié- mouchetis formé par les pores et les inter- champs de phase, et le support d’observa- tés mécaniques (résilience, ténacité…) etles métalliques permet d’accéder aux champs tions expérimentales, nous discuterons des propriétés d’emplois (mise en forme, usina- de déformations au voisinage des pores et un mécanismes de sélection de joints de grain. bilité, soudabilité, contrôles non destructifs…), bon accord est observé entre un calcul élé- Nous mentionnerons les limites de l’étude, les industriels sont obligés d’adapter leurs ments finis réalisé sur un modèle numérique notamment en termes d’échelles de temps et gammes de fabrication, en augmentant for- 3D des pores dans une matrice d’aluminium d’espace accessibles par la simulation numé- tement leurs coûts et leurs délais. Or, une et la mesure de champs par CIV. Ensuite, rique aux échelles pertinentes. Nous illustre- étape clé de la fabrication réside dans la soli- pour atteindre des durées d’acquisition com- rons aussi certaines approches prometteuses dification des lingots. patibles avec celles des essais de fatigue et quant à l’identification des mécanismes de pouvoir observer le Si eutectique, des essais sélection de joints de grains en solidification, C’est pourquoi, 11 partenaires, dont plusieurs de fatigue oligocyclique ont été réalisé in-situ et de leur comportement mécanique, tel que sidérurgistes et chercheurs, se sont regrou- sous tomographie synchrotron à tempéra- la simulation multi-échelle et les méthodes pés dans le cadre d’un projet FUI appelé SOFT ture ambiante mais aussi à 250°C. L’amor- d’observations in situ. DEFIS, avec l’objectif d’optimiser la qualité des çage et la propagation des fissures sont sui- lingots par la mise à disposition de moyens vis en volume dans l’échantillon à différents (méthodologies, techniques et outils numé- stades de sa durée de vie. Ces observations, >>> PLANS D’ACCROCHAGE ET riques dans le domaine de la coulée) validés corrélées aux champs de déformations 3D PLANS DE COÏNCIDENCE sur des résultats expérimentaux à différentes obtenus par CIV, permettent une meilleure INTERPHASE EN CROISSANCE échelles. compréhension des mécanismes agissant EUTECTIQUE LAMELLAIRE Une des taches d’Industeel dans ce projet a à l’échelle de la microstructure. Les fissures été de couler,fin 2017, 16 lingots de 4.2 ten s’amorcent généralement au cours du pre- Sabine BOTTIN-ROUSSEAU acier au carbone, avec des techniques diffé- mier cycle en sous surface près des zones de INSP, Sorbonne Université, rentes (inoculation, modification de la the-r forte courbure des pores, mais aussi sur des CNRS UMR 7588, Paris mique, blocage des courants de convection…). inclusions rigides situées au voisinage des La caractérisation de ces lingots permet pores. Ensuite, elles se propagent suivant les En solidification directionnelle d’alliages d’identifier les type et taille de structure, la inclusions rigides où la déformation cumulée eutectiques binaires en échantillons minces, position de la transition colonnaire-équiaxe de von Mise s augmente. Ce scénario dépend on observe deux types de morphologies de et l’intensité de la macro ségrégation en toutefois de la température. croissance suivant l’anisotropie de l’énergie fonction des actionneurs utilisés lors de la libre interfaciale des joints interphases dans coulée. En parallèle, l’Institut Jean Lamour le solide. Lorsque cette anisotropie est faible et le Cemef perfectionnent les logiciels de >>> JOINTS DE GRAINS : la dynamique du grain eutectique est dite solidification qui sont développés depuis 30 MIEUX COMPRENDRE LEUR “flottante” et les lamelles sont régulières ans pour prendre en compte ces nouvelles et perpendiculaires au front de croissance. techniques. FORMATION EN SOLIDIFICATION Lorsque l’anisotropie est forte, les lamelles POUR MIEUX MAÎTRISER LES sont « accrochées » suivant un plan fixe et PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES croissent suivant une inclinaison détermi- >>> INFLUENCE DE LA MICROS- DES MATÉRIAUX née par la cristallographie. Je présenterai la TRUCTURE DE FONDERIE D’UN POLYCRISTALLINS conjecture théorique que nous avons pro- ALLIAGE D’ALUMINIUM SUR posée, et confirmée numériquement, pour LES MÉCANISMES Damien TOURRET prédire cette direction d’accrochage. Pour IMDEA, Madrid, Espagne aller plus loin, nous avons fait une étude par D’ENDOMMAGEMENT solidification directionnelle (SD) in situ et Nathalie LIMODIN En métallurgie, les joints de grain sont des solidification directionnelle en rotation (SDR) LaMcube, EC Lille frontières séparant des régions de l’espace de l’alliage eutectique In-In2Bi. Par des ana- d’orientations cristallines distinctes. L’effet lyses cristallographiques (figures de pôles par L’alliage AlSi7Cu3 fabriqué par le procédé à des joints de grains sur le mouvement de diffraction de rayons X ; EBSD) ex situ, nous modèle perdu possède une microstructure dislocations cristallines détermine en grande avons identifié une relation d’orientation (RO) complexe et multi-échelle. Afin d’étudier partie le comportement en déformation plas- prépondérante entre les deux phases solides, son rôle sur les mécanismes d’endomma- tique des matériaux. À une échelle macrosco- dans les grains accrochés. Nous montrons gement dans des conditions de chargement pique « moyennée », certaines conséquences que les trois plans d’accrochages des lamelles N°10 • AVRIL 2019 • 29