Apport de la fabrication additive pour la compréhension de la compétition défauts/microstructure sur le comportement en fatigue de l'acier inoxydable 316L
Auteur / Autrice : | Hugo Roirand |
Direction : | Nicolas Saintier, Anis Hor, Benoît Malard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique-matériaux |
Date : | Soutenance le 29/03/2023 |
Etablissement(s) : | Paris, HESAM |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie |
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Dominique Poquillon |
Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Saintier, Anis Hor, Benoît Malard, Habibou Maitournam, Henry Proudhon, Gwenaelle PROUST, Franck Morel | |
Rapporteur / Rapporteuse : Habibou Maitournam, Henry Proudhon |
Mots clés
Résumé
La fabrication additive métallique, et plus particulièrement le procédé de fusion laser sur lit de poudre (LPBF), est de plus en plus répandu dans le milieu industriel. La compréhension de l'impact de ce procédé sur la microstructure et les propriétés des alliages est primordiale pour l’optimisation des propriétés en service des pièces LPBF. D’un point de vue scientifique, les possibilités de contrôle microstructural offertes par ce procédé sont une opportunité pour l’étude de la contribution des différentes échelles de la microstructure au comportement en fatigue des métaux.Les travaux présentés dans cette thèse sont consacrés à la compréhension de l'effet des différents constituants de la microstructure induite par le procédé LPBF sur le comportement en fatigue de l'acier 316L. Cette étude peut être divisée en deux volets majeurs. Le premier concerne l’étude du lien procédé-microstructure. L’effet des paramètres procédés sur les populations de défauts et la microstructure polycristalline a été investigué. De plus, cette étude a été complétée par une analyse de l'effet des traitements thermiques sur la microstructure à plusieurs échelles. Les résultats de ce premier volet ont permis de sélectionner des lots d’éprouvettes de fatigue à populations de défauts et microstructures contrôlées.Le second volet a été consacré à l’analyse multi-échelle de l’influence de la microstructure sur le comportement en fatigue à grand nombre de cycles. L'impact des spécificités microstructurales dues au procédé LPBF a particulièrement été investigué via les lots d’éprouvettes sélectionnés. De plus, une approche originale basée sur l'utilisation de la diffraction de neutrons couplée avec des modèles numériques basés sur une modélisation explicite de la microstructure et une loi de plasticité cristalline, a permis d’étendre l’étude du comportement macroscopique à l'analyse du comportement micromécanique de l'acier 316L LPBF.