Oxydation sélective des alliages Fe-Al lors d'un recuit de recristallisation

par Gaël Drouet

Projet de thèse en Science des Matériaux

Sous la direction de Marie-Laurence Giorgi et de Hervé Duval.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences , en partenariat avec LGPM - Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux (laboratoire) et de CentraleSupélec (référent) depuis le 16-04-2018 .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous avons recuit des alliages fer-aluminium dans les conditions simulant celles des recuits de recristallisation des lignes industrielles de galvanisation en continu. L'étude de l'oxydation de ces alliages modèles lors de recuits à différents points de rosée de l'atmosphère permet une meilleure compréhension des phénomènes se produisant en surface de ces alliages. Nous cherchons en particulier à expliquer la formation de particules de fer métallique en surface des Fe-Al. Cela passe par une analyse thermodynamique de l'oxydation de l'aluminium et par l'utilisation d'une théorie de diffusion liée aux contraintes engendrées par l'oxydation interne de l'aluminium. Ces particules, qui se forment à des points de rosée élevés de l'atmosphère de recuit, permettent un bien meilleur mouillage du zinc liquide sur ces alliages de Fe-Al, ce qui pourrait être une voie d'amélioration du procédé de galvanisation. Cette étude s'appuie sur l'équipement mis en place à ArcelorMittal Maizières Research, permettant de réaliser in-situ le recuit de recristallisation (représentatif d'un recuit industriel) et l'analyse de la chimie de surface par photoémission des rayons X (XPS), ce qui permet d'éviter toute contamination de la surface de l'acier après le recuit.

  • Titre traduit

    Selective oxidation of Fe-Al alloys during recrystallisation annealing


  • Résumé

    In this thesis, we have annealed iron-aluminum alloys under conditions simulating those of recrystallization annealing in industrial continuous galvanizing lines. The study of the oxidation of these model alloys during annealing at different dew points of the atmosphere allows a better understanding of the phenomena occurring on the surface of these alloys. In particular, we want to explain the formation of metallic iron particles on the surface of Fe-Al. This requires a thermodynamic analysis of aluminium oxidation and a the study of a diffusion theory related to the stress generated by the internal oxidation of aluminium. These particles, which form at high dew points of the annealing atmosphere, allow a much better wetting of the liquid zinc on these Fe-Al alloys, which could be a way to improve the galvanizing process. This study is based on the equipment set up at ArcelorMittal Maizières Research, allowing in-situ recrystallization annealing (representative of an industrial annealing) and surface chemistry analysis by X-ray photoemission (XPS), which avoids any contamination of the steel surface after annealing.