These Cifre Materiaux

**Aperam Alloys Imphy** est une entité du groupe APERAM située principalement à Imphy (Nièvre, France) proche de Nevers, spécialiste historique des alliages spéciaux et leader mondial dans nombre de spécialités comme les alliages à faible dilatation, les alliages à forte tenue à la corrosion, les alliages à haute limite élastique ou encore les alliages magnétiques spéciaux

**Le département "Alliages magnétiques"** du Centre de Recherche Pierre Chevenard a pour missions:

- D’appuyer techniquement les personnes en charge des relations avec nos clients,
- De participer à la résolution des problèmes techniques posés par les clients ou les industriels d’Aperam
- D'améliorer la qualité de nos produits,
- De participer au développement des nouveaux alliages,
- De concevoir les alliages de demain pour l'électrotechnique spécialisée, les capteurs, la protection ou la signature électromagnétique, etc,

**II.1. Contexte**

L’engouement pour la mobilité électrique et le « plus électrique » poussent à renforcer la Recherche & Développement de nombreux de groupes industriels sur la mise au point de nouveaux alliages magnétiques de plus en plus performants. Ces matériaux occupent une part importante dans la constitution des moteurs, génératrices, transformateurs etc.

Cependant, l’alliage Fe6,5%Si n’est pas actuellement produit industriellement par la métallurgie conventionnelle. Si la transformation à chaud peut être réalisée sans grandes difficultés, de nombreuses fissures et casses se produisent à la transformation à froid du métal à cause de son extrême fragilité. Il est bien connu que les alliages à haute teneur en silicium (%Si>4) présentent un comportement fragile qui est souvent associé à la présence de phases ordonnées B2 (FeSi) et DO3 (Fe3Si) dans la matrice, formées à des températures inférieures à 760°C, d’après les diagrammes de phases à l’équilibre. La société japonaise JFE Engineering Corporation est actuellement le seul producteur d’alliage Fe6,5%Si par diffusion du silicium dans une bande ductile faiblement alliée en silicium par le procédé CVD. Cette technologie utilisée par JFE est complexe, très coûteuse et a un impact négatif sur l'environnement, ce qui limite la production en masse de ce mat[1]ériau. Dans ce projet, on étudie les possibilités de rendre cet alliage ductile par métallurgie traditionnelle (élaboration d’un Fe-6,5%Si, TàC1, LàF2[2]). Ainsi, cet alliage Fe6,5%Si viendrait concurrencer efficacement, à des coûts de production similaires, les aciers électriques Fer-Silicium actuellement utilisés dans les moteurs électriques de traction.

Les principaux objectifs et étapes de la thèse sont:

- Réaliser des laminages à chaud (à Imphy ou Timoteo) de lingotins d’alliages Fe6,5%Si (avec ou sans éléments d’alliage) élaborés au four VIM (Vacuum Induction Melting) du centre de recherches d’APERAM, jusqu’aux épaisseurs de l’ordre de 2 mm.
- Appliquer des traitements thermiques sur les bandes laminées à chaud dans le but d’empêcher la formation des phases ordonnées (à l’origine de la fragilité) avant le laminage à tiède ou à froid. La dictilité du métal sera évaluée par exemple par traction à froid et/ou pliage alterné.
- Identifier et quantifier les phases ordonnées par toutes technique pertinente ( diffraction,)
- Essayer d’établir une corrélation entre les traitements thermiques d’une part, et la présence de phases ordonnées dans le métal ou la fragilité au LàF/LàT d’autre part.
- Déterminer par calculs thermodynamiques et cinétiques les diagrammes de formation des phases ordonnées B2 et DO3 à l’origine de la fragilité
- Evaluer l’apport du laminage à tiède (LàT) des bandes laminées à chaud jusqu’aux épaisseurs inférieures ou égales à 0,5 mm.
- Etendre par laminage à froid la plage d’épaisseur accessible des bandes les plus ductiles obtenues à ep. 0,5mm, vers de basses épaisseurs (typiquement