Influences du procédé d’atomisation et du matériau précurseur sur les mécanismes de compaction et les propriétés métallurgiques de pièces élaborées par CIC

Influences of atomization process and precursor material on the compaction mechanisms and metallurgical properties of parts developed by HIP

• Auteur / Autrice : Benoît Fleischmann
• Direction : Jean-Philippe Chateau-Cornu, Lucas Dembinski, Didier Henry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 31/05/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] / LICB
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Salima Bouvier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Chateau-Cornu, Lucas Dembinski, Didier Henry, Pascal Laheurte, Jean-Yves Hascoët
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascal Laheurte, Jean-Yves Hascoët

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poudres métalliques

Atomisation

Frittage (métallurgie)

Mots clés libres

Atomisation

Compaction isostatique à chaud

Poudre

316l

Oxydes

Atomization

Hot isostatic pressing

Powder

316l

Oxides

Résumé

La compaction isostatique à chaud est une technologie basée sur le frittage de poudre métallique pour obtenir des pièces denses, au plus près de la forme ''Near net shape'' et avec des propriétés mécaniques supérieures à une pièce forgée du même matériau. Les propriétés des pièces étant dépendantes des caractéristiques du matériau précurseur, l’influence de ce dernier a été étudiée. La caractérisation des particules de poudres ainsi que le suivi des différents éléments et composé au cours du cycle de compaction a permis de mieux comprendre les différents phénomènes d’oxydations et leurs influences sur les propriétés mécaniques des pièces. La comparaison de différents lots de poudre de granulométrie ou de composition identiques a mis en évidence que la composition de l’alliage influence les phases présentes et la taille des grains alors que la granulométrie n’influence que le taux de compaction des pièces. Ces résultats permettent d’optimiser la déformation des pièces pour permettre la réalisation de pièces au plus près de la forme tout en conservant les propriétés mécaniques des pièces. Les différents modèles réalisés permettent d’identifier les possibilités d’un lot de poudre suivant ses propriétés.

Hot Isostatic pressing process is based on the densification of metals powders to near net shape parts with higher mechanicals properties than forged chemical equivalent. The precursor material can influence the parts properties. Thus the aims of this these is to understand the influence of the powder properties on the HIP parts. The particles characterization and the elements and compound monitoring during the HIP cycle allowed to understand the different oxidations phenomenons and their impact on the mechanical properties of parts. The comparison of differents powders batches with identical particles size repartition or identical chemical composition showed that the chemical composition affect the phases and the grains size of the material while the particle grains size repartition only affect the compaction rate. These results bring a possibility of deformations optimization during HIP to manufactured near net shape part whit high mechanical properties. Models developed in this study allow an identification of the batch utilization in accordance with its properties.