Thèse soutenue

Etude de l'élaboration par fabrication additive d'alliages à base de cobalt à durcissement structural
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Auteur / Autrice : Thibaut Froeliger
Direction : Rémy Dendievel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, mécanique, électrochimie, génie civil
Date : Soutenance le 07/03/2023
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Jean-Philippe Couzinie
Examinateurs / Examinatrices : Muriel Véron, Christophe Colin
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Philippe Couzinie, Charles-André Gandin

Résumé

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Suite à leur découverte récente, les superalliages à base de cobalt biphasés γ/γ′ ont montré des caractéristiques mécaniques à haute température pouvant rivaliser avec celles des superalliages à base de nickel. Bien que la fabrication additive (FA) offre la possibilité de réduire les étapes d’élaboration des pièces, cette technique n’avait jusqu’à présent encore jamais été mise en œuvre pour cette nouvelle famille d’alliages.Ce travail vise à étudier l’élaboration par FA-DED (projection de poudre et fusion laser) de ces nouveaux alliages. Après la caractérisation microstructurale complète des échantillons bruts de fabrication, cette étude s’est concentrée sur la compréhension des mécanismes de fissuration et de leurs origines lors de l’élaboration par DED des superalliages à base de cobalt. Plusieurs causes intrinsèques au procédé et aux alliages ont été identifiées, ce qui a permis de proposer des solutions pour réduire la sensibilité de ces alliages à la fissuration. L’optimisation des paramètres d’élaboration et des stratégies de lasage permet le contrôle de la microstructure brute de FA ainsi que des gradients thermiques lors de l’élaboration, et ainsi a mené à la réduction de la fissuration. De même, des modifications chimiques adéquates ont permis de réduire voire de supprimer la fissuration sans pour autant dégrader les propriétés à chaud des alliages.Ce travail de thèse offre des voies d’élaboration par fabrication additive laser permettant d’obtenir des superalliages à base de cobalt biphasés γ/γ′ sains. Ces voies peuvent être transposées, en général, aux superalliages élaborés par FA.