Stage Etude des relations composition – microstructure – Thermodynamique d'alliages innovants à base de Zr F/H

Localisation et contexte

• Lieu : Ugine (73), au Centre de Recherche sur les Composants (CRC).
• Le projet s'inscrit dans la préparation d'une future thèse réalisée en partenariat entre Framatome Ugine et Mines Saint-Étienne.
• Framatome développe de nouvelles générations d'alliages à base de zirconium pour répondre aux exigences croissantes des réacteurs actuels et futurs en matière de performances mécaniques, stabilité microstructurale, résistance à la corrosion et transparence neutronique.

Objectif

Identifier et caractériser les premières nuances prometteuses d'alliages innovants à base de zirconium, en établissant les relations entre composition chimique, microstructure et comportement thermomécanique.

Missions

Sur plusieurs nouvelles nuances élaborées et mises en forme au CRC, caractériser l'évolution des microstructures tout au long de la gamme d'élaboration et de transformation :

Étude des structures de solidification

• Caractériser les microstructures brutes de fusion.
• Analyser l'homogénéité chimique et les phénomènes de ségrégation.
• Comparer les observations expérimentales aux prédictions thermodynamiques réalisées sous Thermo-Calc.

Étude de la formabilité des nuances

• Analyser l'aptitude à la déformation des différentes compositions.
• Identifier les domaines de mise en œuvre compatibles avec les procédés envisagés.
• Déterminer expérimentalement les températures de transformation par DSC.
• Corréler les comportements observés avec la microstructure et les diagrammes thermodynamiques.

Étude de la stabilité des phases

• Caractériser des traitements thermiques de vieillissement.
• Déterminer expérimentalement les températures de transformation par DSC.
• Suivre les évolutions microstructurales.
• Étudier la stabilité des phases métastables et la confronter aux prévisions thermodynamiques.

Techniques mises en œuvre

Microscopie électronique à balayage (MEB), analyse EDS, EBSD, calorimétrie différentielle (DSC), métallographie, mesures de dureté, traitements thermiques et calculs thermodynamiques avec Thermo-Calc.