Thèse soutenue

Alliages nanocomposites Ti6Al4V et Ti6Al4V-nYSZ produits par fabrication additive via le procédé SLM (selective laser melting) : traitement des poudres, optimisation des microstructures et propriétés mécaniques

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Auteur / Autrice : Mohamed Amine Hattal
Direction : Brigitte BacroixGuy Dirras
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 26/03/2021
Etablissement(s) : Paris 13
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Jury : Président / Présidente : Patrice Peyre
Examinateurs / Examinatrices : Guilhem Martin, Madjid Djemai, Christophe Delaunay
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Hug, Moukrane Dehmas

Résumé

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Cette étude a présenté pour la première fois l'effet de l'ajout de poudre de zircone stabilisée par l’oxyde d’yttrium (nYSZ) sur la microstructure et les propriétés mécaniques à chaud et à froid du Ti6Al4V fabriqué via la technologie fusion sur lit de poudre (SLM). Cette thèse contient également la première étude de l'effet du pressage isostatique à chaud (HIP) sur une matrice Ti6Al4V renforcée par la zircone et fabriquée par SLM. La fusion des mélanges de poudre Ti6Al4V / nYSZ via SLM peut être difficile si les paramètres de fusion ne sont pas adaptés. À l'exception du raffinage des grains, la microstructure de Ti6Al4V ne présente pas de changements significatifs dans la morphologie des grains après l'addition de nYSZ. Cependant, les propriétés mécaniques ont été considérablement augmentées. Après le post-traitement HIP, le nombre de défauts est drastiquement réduit et les propriétés mécaniques améliorées. Le matériau présente par ailleurs une contrainte d'écoulement stable. À haute température, les propriétés mécaniques sont très supérieures à celles du Ti6Al4V, en raison de l'effet de renforcement de nYSZ.