Solidification des aciers ternaires : modélisation de la microségrégation en croissance dendritique colonnaire, prise en compte de la réaction péritectique

Solidification of ternary steels : modelling of microsegregation during dendritic columnar growth and peritectic reaction

• Auteur / Autrice : Ludovic Thuinet
• Direction : Hervé Combeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et ingénierie des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Ségrégation (métallurgie)

Solidification

Alliages ternaires

Résumé

Un nouveau modèle de microségrégation a été développé pour être couplé avec le code macroscopique SOLID. L'objectif est de mieux décrire la macroségrégation dans les lingots en prenant en compte la nature des phases qui se forment au cours de la solidification ainsi que les équilibres thermodynamiques entre elles. Le modèle a donc été couplé au logiciel Thermo-Calc et la transformation péritectique a été étudiée. L'analyse théorique des résultats du modèle a permis d'interpréter des profils cumulés expérimentaux originaux établis au cours de la croissance péritectique. Le modèle de solidification micro-macro résultant du couplage avec SOLID a été testé sur des lingots industriels: les résultats montrent que la transformation péritectique peut atténuer l'intensité de la macroségrégation en certaines zones du lingot et que la modélisation de toute l'histoire de l'établissement de la microségrégation est requise pour décrire les profils cumulés locaux en fin de solidification.

A new microsegregation model has been developed to be coupled to the macroscopic code SOLID. The purpose of this study is to describe macrosegregation in ingots more accurately by taking into account the nature of the phases formed during solidification and the thermodynamic equilibriums between them. So, the model has been coupled to the software Thermo-Calc and the peritectic transformation has been studied. The theoretical analysis of the results given by the model has allowed to understand some original cumulated microsegregation profiles during the peritectic growth. The micro-macro code resulting from the coupling of this model to SOLID has been tested on industrial ingots: the results show that the peritectic transformation can soften the macrosegregation severity in certain zones of the ingot and modeling the whole history of microsegregation is required to obtain the local cumulated profiles at the end of solidification.