Étude des relations composition - microstructure - Thermodynamique d'alliages innovants à base de Zr F/H

Description

Contexte

Dans le cadre de l'amélioration continue des matériaux destinés aux gaines de combustible nucléaire, Framatome développe de nouvelles générations d'alliages à base de zirconium visant à répondre aux exigences croissantes des réacteurs actuels et futurs en matière de performances mécaniques, stabilité microstructurale, résistance à la corrosion et transparence neutronique.

L'exploration de nouvelles compositions chimiques nécessite de comprendre finement l'impact des éléments d'alliage sur les mécanismes de solidification, les transformations de phases et l'aptitude à la mise en forme. Dans cette optique, il est primordial d'établir les relations entre composition chimique, microstructure et comportement thermomécanique afin d'orienter efficacement le développement des futures nuances.

Ce projet s'inscrit dans la préparation d'une future thèse réalisée en partenariat entre Framatome Ugine et Mines Saint-Étienne. Le stage a pour objectif d'identifier et de caractériser les premières nuances les plus prometteuses.

Missions

Sur plusieurs nouvelles nuances d'alliages à base de zirconium élaborées et mises en forme au Centre de Recherche sur les Composants (CRC) de Framatome Ugine, le stagiaire aura pour mission de caractériser l'évolution des microstructures tout au long de la gamme d'élaboration et de transformation.

Les travaux comporteront notamment :

1. Étude des structures de solidification

Caractérisation des microstructures brutes de fusion ;
Analyse de l'homogénéité chimique et des phénomènes de ségrégation ;
Confrontation des observations expérimentales aux prédictions thermodynamiques réalisées sous Thermo-Calc.

2. Étude de la formabilité des nuances

Analyse de l'aptitude à la déformation des différentes compositions ;
Identification des domaines de mise en œuvre compatibles avec les procédés envisagés ;
Détermination expérimentale des températures de transformation (par DSC)
Corrélation entre comportements observés, microstructure et diagrammes thermodynamiques.

3. Étude de la stabilité des phases

Caractérisation de traitements thermiques de vieillissement ;
Détermination expérimentale des températures de transformation (DSC) ;
Suivi des évolutions microstructurales
Étude de la stabilité des phases métastables et confrontation aux prévisions thermodynamiques.
 

Techniques mises en œuvre

Microscopie électronique à balayage (MEB) / Analyse EDS / EBSD / calorimétrie différentielle (DSC) / Métallographie / Mesures de dureté / Traitements thermiques / Calculs thermodynamiques (Thermo-Calc)

Profil souhaité