Amélioration de la formabilité à froid d’alliages de titane – AFOTI

Ce projet a pour objectif de réaliser un couplage entre expériences et simulations numériques, permettant de mieux comprendre et modéliser les liens entre évolutions microstructurales et propriétés d’emploi d’alliages de titane biphasé, et de proposer ainsi des pistes d’amélioration du procédé de formage à froid de certains de ces alliages.
L’alliage TA3V, qui présente une résistance intermédiaire entre le titane pur et l’alliage TA6V tout en offrant une excellente aptitude au formage à froid, a été choisi comme paradigme car il présente une forte variabilité de microstructure, une forte anisotropie, un retour élastique important et a été peu étudié jusqu’alors, en dépit d’un potentiel important d’applications à haute valeur ajoutée (aéronautique, sport et énergie principalement).
Par la mise en œuvre de traitements thermomécaniques non standards pour cet alliage, des microstructures innovantes seront créées, puis « numérisées » pour permettre leur utilisation dans des codes de calcul par éléments finis intégrant la plasticité cristalline (CPFEM). En parallèle, une approche de modélisation multi-échelles, basée principalement sur la Dynamique des Dislocations (DD) sera développée afin d’intégrer par étapes dans la loi de comportement cristalline tous les éléments microstructuraux pouvant influer sur le comportement à froid du matériau (texture, morphologie, pourcentages de phases, distribution de joints de grains particuliers, ….) ainsi que l’influence des éléments d’alliage sur l’activation des différents systèmes de déformation possible.
Un aller-retour entre expériences et simulations permettra dans un premier temps de valider l’approche de modélisation, puis d’optimiser le processus de formage, par la détermination numériques des courbes limites de formage pour des états microstructuraux variés.
Ce projet vise donc à la fois à développer des simulations numériques plus prédictives en y intégrant des lois de comportement physiquement fondées plutôt que purement phénoménologiques, mais également à mieux connaitre le comportement d’un alliage de titane lors de traitements thermomécaniques complexes.