Thèse soutenue

Microstructure et propriétés de l'Inconel 718 DA forgé en presse à vis dans le domaine subsolvus δ

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Auteur / Autrice : Alexis Nicolay
Direction : Nathalie Bozzolo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique numérique et Matériaux
Date : Soutenance le 21/11/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mise en forme des matériaux (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Jury : Président / Présidente : Roland Logé
Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Bozzolo, Jonathan Cormier
Rapporteurs / Rapporteuses : Brigitte Bacroix, Denis Delagnes

Mots clés

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Résumé

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En raison de leurs bonnes propriétés à haute température, les superalliages base nickel polycristallins sont largement employés pour la fabrication des disques de turbine des moteurs d’avion. Parmi eux, l’Inconel 718 est actuellement le plus employé pour les disques des moteurs civils. De telles pièces sont obtenues par forgeage à chaud. Les évolutions microstructurales se produisant au cours de ce procédé sont très sensibles aux conditions de forgeage (température, vitesse et niveau de déformation). Puisque microstructure et propriétés mécaniques sont directement liées, il est de la plus grande importance d’établir l’influence des conditions de forgeage sur les évolutions de microstructure. Cela permet de pouvoir maitriser la microstructure finale des pièces, et donc, leurs propriétés mécaniques. Ces travaux s’intéressent au forgeage en presse à vis de l’Inconel 718, procédé qui est caractérisé par des vitesses de déformation relativement élevées (1s-1 à 100s-1). Ils visent notamment à étudier ce mode de forgeage au regard de celui plus conventionnel réalisé à des vitesses relativement plus faibles (0,001s-1 à 0,1s-1), pour lequel les mécanismes et les cinétiques des évolutions microstructurales sont relativement bien connues, et les propriétés mécaniques contrôlées. L’objectif de ces travaux de thèse est d’établir les liens qui existent entre le mode de forgeage (i.e. la vitesse de déformation), les microstructures résultantes, et les propriétés mécaniques qu’elles impliquent. Des essais de compression à chaud simulant les opérations de forgeage ont été mis en œuvre. La caractérisation fine des microstructures produites lors de ces essais a permis d’établir l’influence de la vitesse de déformation sur les évolutions de microstructure. En particulier, des cinétiques de recristallisation différentes de celles rapportées dans la littérature sont obtenues. Les propriétés en traction et en fluage ont été évaluées sur des éprouvettes prélevées dans des pièces industrielles forgées. L’analyse fine des microstructures dans les têtes a permis d’établir les relations entre les caractéristiques microstructurales et les propriétés mécaniques, puis, de faire le lien avec le mode de forgeage.