Dynamique des processus de fusion dans les alliages multiphasés – DYNAMELT

Le projet DYNAMELT propose une étude expérimentale et numérique de la dynamique de fusion d’alliages multiphasés eutectiques et péritectiques (fusion multiphasée). Il vise une première investigation extensive de la formation et de la sélection de microstructures lors de processus de fusion et de fusion/solidification (F/S) impliquant deux phases solides. En combinant expériences et simulations, il tire parti d’une méthodologie reconnue en solidification. Des aspects fondamentaux mais aussi orientés vers l'ingénierie, d'intérêt interdisciplinaire en physique non-linéaire et en science des matériaux, seront abordés. Les principaux objectifs sont 1-de dévoiler les mécanismes élémentaires des premiers stades de la fusion multiphasée, 2-d'analyser les structures de fusion couplée péritectique et eutectique, et sur cette base, 3-d'éclairer les effets mémoire lors de cycles F/S.
Malgré leur apparente similitude, des asymétries existent entre fusion et solidification concernant la germination et la migration des interfaces, ainsi que la redistribution de solutés. En particulier la diffusivité chimique très faible en phase solide provoque le gel de microségrégations et de microstructures inhomogènes qui affectent la dynamique de fusion partielle et les cycles F/S, et modifient les propriétés des matériaux.
Nous aborderons la fusion multiphasée par des expériences contrôlées sous gradient de température, en échantillons minces et massifs avec des microstructures adaptées, et des simulations en champ de phase tenant compte des conditions aux limites mobiles et des couplages diffusifs des mouvements d'interfaces sur les longueurs d'échelle pertinentes. L'accent sera mis sur les diagnostics in situ pour étudier les processus dynamiques encore non résolus en fusion multiphasée. Le programme de travail s'appuie sur l’expertise bien établie du consortium franco-allemand en science de la solidification et de la fusion, avec une synergie entre expérimentation et modélisation.