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Thèse CEMEF 2019 : Comportement thermo-mécanique des oxydes de fer à haute température.

Postée le 19 avr.

Lieu : Principalement MINES ParisTech - CEMEF, Sophia-Antipolis (06), France Séjours courts à Maizières-lès-Metz (ARCELORMITTAL)  · Contrat : CDD · Rémunération : environ 27 k€ brut annuel €

Société : MINES ParisTech – CEMEF

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé).
Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau :
élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage
Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…).
Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques
Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique.
C’est un centre de recherche de MINES ParisTech, associé au CNRS.
Spécialisations : polymères, bioplastiques, composites, métaux, alliages métalliques, transformation des matériaux, physique, mécanique, thermique, propriétés d'emploi, tenue en service, modélisation numérique, développement logiciel, calcul intensif, surfaces.

Description du poste

Objectif général
Méthodologie d’étude de la déformation et de la rupture d’une couche superficielle dure sous fortes sollicitations thermomécaniques.

Contexte
Une couche d’oxyde se forme inévitablement sur l’acier lors de son chauffage en four et du laminage sur le Train à Bande à chaud (TAB). L’oxyde peut être utile comme isolant thermique ou, à T > 1000°C, comme “lubrifiant” (effet anti-adhésion). Mais, trop épais, sa fragilité peut créer des défauts de surface. Pour contrôler son épaisseur, l’oxyde est éliminé lors d’étapes spécifiques du procédé. Celle qui nous intéresse ici est le « décalaminage secondaire » avant la section finisseuse du TAB. Le décalaminage, c’est un jet d’eau sous pression (150 bars) qui refroidit brutalement la surface de la tôle, met l’oxyde sous fortes contraintes thermo-élastiques et conduit à la fracture et au décollement de tout ou partie de l’oxyde.

Description du sujet :
Le travail de thèse consiste à identifier les mécanismes de rupture et les contraintes critiques correspondant à la fracture transverse et au décollement de l’oxyde. Diverses nuances d’acier seront choisies pour leur difficulté plus ou moins grande à être décalaminées. L’étude physico-chimique établira la structure de leur couche d’oxyde en fonction des éléments d’alliage (Mn, Si, Al, Cr, P, S…). La résistance mécanique sera in fine reliée à la structure de chaque couche d’oxyde.
Le travail inclut

• l’étude de la microstructure et des contraintes de l’oxyde en fonction des conditions de croissance et de la température.
• la conception d’essais mécaniques pertinents à haute température dans un contexte de petites déformations (flexion, indentation).
• leur modélisation en vue de l’identification des paramètres.

Le but est d’aboutir à une compréhension globale des mécanismes physiques et mécaniques intervenant lors du décalaminage et de se doter de la capacité d’en réaliser la modélisation quantitative par éléments finis.

Plus d’infos sur : http://www.cemef.mines-paristech.fr/sections/formations/doctorats/pour-postuler/these-cemef-3458

Profil recherché

Sciences des matériaux, Science des Surfaces et Interfaces, Mécanique des matériaux.

Pour postuler :

Candidatures en ligne uniquement sur http://www.recruitment.cemef.mines-paristech.fr/phd/form1.php