STAGE MASTER 2 OU ECOLE D'INGENIEURS

Contexte de l'étude

Les aciers à outils sont des nuances dédiées à des applications où les pièces doivent endurer de

grands chargements thermiques ou mécaniques, tels que le procédé d'injection plastique ou les

applications de travail à chaud. Ces nuances doivent respecter un cahier des charges strict incluant de

nombreuses propriétés (dureté, résilience, fatigue, usinabilité…). Afin de garantir un bon compromis

entre la dureté et la résilience, un procédé de trempe-revenu dûment contrôlé est appliqué. La

composition chimique de ces alliages est optimisée pour favoriser un mécanisme de durcissement

secondaire durant le revenu. Ce durcissement secondaire résulte de la précipitation de fins carbures

(taille nanométrique) qui augmentent la dureté sans impacter la résilience. Ce phénomène dépend de

nombreux paramètres : la composition chimique, les traitements thermiques de revenu (temps et

température), ainsi que la microstructure initiale post-austénitisation. En effet, le développement de

pièces de grandes dimensions dans l'industrie impose de fournir des tôles toujours plus épaisses. Ces

grandes épaisseurs induisent la création de gradients thermiques lors des traitements

d'austénitisation et donc des variations microstructurales. Ainsi, le bord de la tôle présente une

structure martensitique tandis que le centre est caractérisé par une structure bainitique riche en

austénite résiduelle. Ces microstructures, en plus de présenter des propriétés mécaniques

intrinsèques différentes, réagissent de manière distincte au revenu, ce qui affecte la séquence et la

quantité de précipitation. Industeel a néanmoins démontré la possibilité d'obtenir une dureté

homogène sur l'épaisseur pour des tôles épaisses (250 mm), mais l'influence des éléments d'alliage et

des paramètres de traitement thermique sur les propriétés de résilience reste à clarifier.

Objectifs de l'étude

Ce stage s'inscrit dans le cadre du développement par Industeel d'une nouvelle nuance d'acier. Il

s'appuie sur les travaux d'une thèse CIFRE menée en collaboration entre plusieurs laboratoires (MSMP,

CIRMAT, Institut Clément Ader) et Industeel. L'objectif est d'étudier l'influence de la composition

chimique et des paramètres de traitement thermique sur la résilience. Ces résultats seront ensuite

interprétés au prisme de l'étude microstructurale en cours (travaux de thèse). Pour cela, une

campagne d'essais Charpy instrumentés sur quatre coulées laboratoire de compositions chimiques

différentes, pour différents traitements thermiques, sera menée ; une coulée industrielle est

également incluse dans le plan d'expérience. Les courbes force-déplacement du mouton Charpy

instrumenté seront analysées et les faciès de rupture caractérisés par imagerie MEB. Un travail

bibliographique sur les différentes techniques expérimentales de caractérisation de ces faciès de

rupture et sur l'influence de la microstructure sur la résilience sera mené.

Profil du candidat

Cette proposition de stage s'adresse à des étudiants de master 2 ou d'école d'ingénieurs en dernière

année motivés par les travaux de recherche expérimentale avec des connaissances en métallurgie des

aciers, ayant envie de réaliser un stage de recherche sur une problématique industrielle.

Encadrement

Ce stage en lien avec Industeel sera encadré conjointement par des chercheurs du Creusot Research

Center (CRMC) et des enseignants-chercheurs des laboratoires MSMP, CIRIMAT et de l'Institut Clément

Ader). Ce stage sera financé par Industeel. Les travaux prendront place au laboratoire MSMP de Lille,

implanté sur le campus de l'ENSAM (8 Boulevard Louis XIV, Lille).

Contact et candidature

Pour plus de renseignements, vous pouvez contacter :

• Myriam Dumont, enseignant-chercheur au MSMP : ,
• Marine Lachal, Ingénieure R&D chez Industeel :

Pour candidater, envoyer un CV, une lettre de motivation ainsi que vos relevés de notes à Myriam

Dumont ).