+ 2018 Indentation ultra rapide en température pour étudier les phénomènes de recristallisation des métaux

projet inter Carnot ULTIME

Porteur du projet

Gaylord Guillonneau LTDS Centrale Lyon

gaylord.guillonneau@nullec-lyon.fr

Laboratoire(s) membre(s)

Axe(s) de recherches

Objectif :  comprendre l’évolution des propriétés microstructurales des matériaux métalliques, en température. La problématique sera traitée au travers de la caractérisation locale des propriétés mécaniques en lien avec leur localisation spatiale et temporelle, par cartographie in situ à haute température. Ce type de caractérisation est déjà parfaitement maitrisé, à température ambiante, au sein du LTDS et du LGF [1–3].


Les processus de recristallisation apparaissent dans la plupart des procédés impliquant des sollicitations thermomécaniques. Par exemple, ils peuvent apparaitre à l’extrême surface lors des opérations d’usinage, de grenaillage ou encore par frottement dans les contacts industriels. Actuellement, les phénomènes de recristallisation sont principalement étudiés par la combinaison d’analyses microstructurales, microscopie électronique – diffraction, et de mesures de dureté post mortem.

Cependant, la connaissance des propriétés mécaniques locales en température, nécessaire à la compréhension de la recristallisation, est difficile à obtenir. En effet, les outils de mesures dédiés tels que la micro, ou nanoindentation, sont de moins en moins précises lorsque la température de l’expérience s’écarte de l’ambiante. Depuis quelques années, une course au développement a permis une importante amélioration de la précision des mesures en température. De plus, la procédure dite « fast mapping », qui permet d’obtenir une cartographie spatiale de propriétés mécaniques locales, a également été développée.

L’objectif de ce projet est de mieux comprendre l’évolution des propriétés microstructurales à l’extrême surface des matériaux métalliques, en température. La problématique sera traitée au travers de la caractérisation locale des propriétés mécaniques en lien avec leur localisation spatiale et temporelle, par cartographie in situ à haute température. Les techniques de microindentation et nanoindentation seront mises à contribution en utilisant la technologie de fast mapping. Le projet sera porté par le LTDS et le LGF, qui disposeront en commun, via le projet CPER Manutech, courant 2018, d’un microindenteur in situ haute température, ainsi que d’un nanoindenteur pouvant fonctionner pour des températures allant jusqu’à 800°C. Ils disposeront ainsi d’une plateforme de caractérisation mécanique de surface à chaud unique au monde, à ce jour.

Le développement de nouvelles méthodologies de mesures de gradients des propriétés locales en température contribuera à une meilleure compréhension de la recristallisation, phénomène rencontré dans de nombreux systèmes industriels, notamment dans les procédés de fabrication et dans l’aéronautique. Cela contribuera à un meilleur dimensionnement des surfaces, voire le développement de nouvelles surfaces adaptées aux conditions d’utilisation, et à une augmentation de leur durée de vie.


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Le projet est réalisé en partenariat avec l'Institut Carnot M.I.N.E.S, Laboratoire Georges Friedel, Guillaume Kermouche
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Une ingénierie adaptée aux services des enjeux de nos partenaires

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