Caractérisation et simulation de la croissance de grains en 3D d'un superalliage base nickel polycristallin

Cette thèse de doctorat se concentre sur le développement et l'application de techniques avancées de caractérisation et de simulation 3D pour l'Inconel 718, un superalliage base nickel utilisé dans les turboréacteurs. Deux états métallurgiques sont étudiés : une microstructure équiax et une microstructure fabriquée de manière additive après traitement thermique. Un microscope PFIB-SEM à double faisceau est utilisé pour développer et optimiser les protocoles de coupes en série pour l'état équiaxe, tandis que le polissage mécanique couplé à l'EBSD est employé pour l'état fabriqué de manière additive. Les cartes EBSD obtenues sont traitées pour une reconstruction 3D, et des méthodes pour cette transition sont détaillées. Les microstructures reconstruites sont intégrées dans des simulations éléments finis afin d'étudier les effets des stratégies de maillage sur la topologie des joints de grains, en mettant l'accent sur les limitations de la voxelisation. Des simulations en croissance de grains isotropes et hétérogènes sont réalisées en utilisant différents modèles de propriétés des joints de grains, incluant même les joints de macles. Enfin, des simulations 2D et 3D sont comparées, en analysant les différences de topologie de croissance des grains et l'évolution de la distribution de la taille des grains.