"Etude et optimisation de la solidification d’aciers faiblement alliés lors du process de fonderie par inoculation": tel est l'intitulé de la thèse de Cécile Nicoli, ingénieur ECAM Promo 2015. Sous contrat avec l’entreprise SAFE Metal de Feurs en partenariat avec les Arts et Métiers ParisTech, cette thèse sera soutenue vendredi 17 Mai 2019 sur le campus ECAM Lyon.
Composition du jury :
M. Jean-Pierre BELLOT, Professeur, SI2M, Institut Jean Lamour
Mme Halina KRAWIEC, Professeur HDR, AGH Cracovie
M. Hervé DUVAL, Maitre de conférence, HDR, LGPM, CentraleSupelec-Châtenay
Mme Aurélie FAY, Ingenieure recherche, Ferroglobe
M. Philippe JACQUET, Enseignant chercheur, LabECAM, ECAM Lyon
M. Xavier KLEBER, Professeur HDR, INSA Lyon
M. Jean-François CARTON, Responsable R&D, SAFE Metal
M. Alexis VAUCHERET, Enseignant-chercheur, LabECAM, ECAM Lyon
Etude et optimisation de la solidification d’aciers faiblement alliés lors du process de fonderie par inoculation
L’objectif de ce travail consiste à améliorer les propriétés mécaniques, en particulier la résilience, d’un acier faiblement allié à bas carbone (0,2%) sans mise en œuvre d’infrastructures onéreuses. Pour cela, un processus d’inoculation, déjà appliqué à certaines nuances de fontes, est transposé à notre nuance d’acier. Il consiste à ajouter des éléments en très faibles quantités dans l’acier liquide pour en modifier le processus de solidification donc la microstructure et par conséquent les propriétés de l’acier (dont la résilience).
L’ajout d’éléments en très faibles quantités ne modifie pas la nuance d’acier. Ces éléments (sous forme de poudre et en général de la famille des terres rares) doivent être ajoutés en fin de fusion du métal. Les effets de ces éléments se verront sur la microstructure notamment au niveau des inclusions et de la taille des grains. Le « bon candidat » est un élément qui conduira à une répartition homogène d’inclusions de petites tailles et de forme sphérique.
Les processus de fonderie ont été adaptés au laboratoire. Un four 150 kg était à disposition et il a fallu mettre en place le système d’inoculation. Les analyses réalisées sont la composition chimique, le comptage inclusionnaire, la taille des grains et des mesures de résilience.
Pour tous les produits testés, il a été montré que l’inoculation diminue le nombre d’inclusions. Elle n’a que peu d’effet sur la taille des inclusions et celles-ci deviennent plus complexes en contenant plusieurs éléments chimiques. La taille des grains est aussi diminuée dans la plupart. La résistance aux chocs n’est pas augmentée de façon flagrante et des études plus poussées sont nécessaires.
