Métallurgie, Mécanique, Structures et Solidification – 2MS

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    Domaines de recherche

    - Métallurgie physique
    - Comportements mécaniques
    - Caractérisations expérimentales
    - Solidification et transformations de phase
    - Microstructures

    Applications

    - Coulée continue et en lingotière
    - Fonderie
    - Soudage
    - Fabrication additive
    - Traitements thermiques

    ALLIAGES

    - Aciers
    - Superalliages base nickel
    - Alliages de titane
    - Alliages d'aluminium
    - Céramiques

    Objectifs

    Des procédés de solidification sont issues les premières microstructures des matériaux. Les procédés subséquents visant la transformation et la mise en forme de la matière en héritent. Il est alors primordial de suivre l’histoire thermomécanique pour comprendre, contrôler et optimiser les caractéristiques microstructurales issues de la solidification, incluant la nature, les morphologies et les dimensions des phases thermodynamiques. De même, les microstructures jouent un rôle majeur sur l’histoire thermomécanique des procédés de solidification. La formation de nombreux défauts de fonderie relève alors du couplage entre thermomécanique et microstructures. Les études de l'équipe sont conjuguées à plusieurs échelles et incluent les conséquences des microstructures de solidification sur les transformations de phase à l’état solide et les propriétés des composants.

    Financements

    • Agence Spatiale Européenne (projets CCEMLCC, CETSOL, NEQUISOL) : Solidification d'alliages en microgravité pour obtenir des données benchmark à comparer avec des modèles numériques, 1999-
    • Agence Nationale de La Recherche (projets CrySaLID, NEMESIS, MACCADAM) : Modélisation mésoscopique de la solidification des structures de grains pour plusieurs classes de matériaux (silicium, alliages métalliques) et procédés (solidification directionnelle, soudage, fabrication additive), 2014-2022
    • Fonds Unique Interministériel (Projet SOFT-DEFIS) : Modélisation macroscopique des structures de grains pour des lingots d'acier, 2016-2020
    • Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (SAFRAN, SAINT GOBAIN, CETIM, DIOR) : projets avec l'industrie
    • Bourse doctorale : études amonts, 2018-2021

    Fait marquant de l'équipe :

    PhysalurgY: une bibliothèque de calcul des cinétiques des transformations de phases couplée au logiciel Thermo-Calc.

    Best poster award à la conférence ICASP-5 - CSSCR-5.

    Ma thèse porte sur la modélisation du couplage mécanique des fluides ET des solides dans les procédés de coulée industriels pour comprendre et maitriser les défauts de type fissurations et macroségrégations.

    Shaojie ZHANG, Docteur du CEMEF

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    Relations académiques

    • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Cologne, DE
    • Northeastern University, Boston, USA
    • Northeastern University, Shenyang, PRC
    • Shanghai JiaoTong University, Shanghai, PRC
    • University of Alberta, Edmonton, CAN

    Relations industrielles

    • APERAM
    • ARCELORMITTAL
    • ASCOMETAL
    • AUBERT&DUVAL
    • CETIM
    • DIOR
    • INDUSTEEL
    • SAFRAN
    • SAINT GOBAIN
    • TRANSVALOR

    Thèses en cours

    • Sylvain DUCOTTET : Modélisation numérique de la précipitation et optimisation du traitement thermique “in-situ” du procédé de fusion laser sur lit de poudre pour applications aéronautiques. Promotion 2023
    • Racha HAMMOUD : Analyse des compétitions de croissance et des microstructures produites au cours de la solidification d’alliages métalliques. Promotion 2023
    • Zichen KONG : Fabrication additive laser / fil : simulation numérique multiphysique du procédé – CFD et microstructure. Promotion 2022
    • Zixuan LI : Caractérisation de la structure de grain générée par le procédé L-PBF à l’échelle du cordon par l’expérience et la modélisation thermo-métallurgique-mécanique. Promotion 2022
    • Trung-Chien VO : Comportement mécanique anisotrope basé sur la structure de grain pour la simulation de fusion par faisceau laser à l’échelle de la pièce avec un modèle d’ordre réduit. Promotion 2022
    • Paul MARTIN : Superalliages de nickel par Laser Scan – Modélisation / La fabrication additive des superalliages base nickel : modélisation métallurgique du chemin de solidification et du risque de fissuration en simulation numérique du procédé à l’échelle des cordons élémentaires. Promotion 2021
    • Zhongfeng XU : Multiscale study of polymer selective laser sintering (SLS) process: from characterization to numerical modelling. Promotion 2020 + Equipe MPI