Modélisation avancée de la précipitation discontinue – ADISCO

La précipitation discontinue (PD) est une transformation de phase à l'état solide observée dans de nombreux alliages commerciaux, tels que les alliages à base d'Al, Cu, Mg ou Ni. Lors de ce processus, une solution solide se transforme en une structure lamellaire le long d’un joint de grain mobile. La PD est une transformation de phase unique, car elle présente simultanément un changement abrupt d’orientation cristalline et de concentration au niveau du front de transformation. Cette transformation est le plus souvent néfaste pour les propriétés mécaniques et chimiques du matériau, entraînant une perte significative de dureté et/ou de résistance à la corrosion. Elle a été observée dans plusieurs alliages industriels ou nouveaux matériaux métalliques destinés aux applications à haute température, limitant ainsi leur utilisation.
Malgré de nombreuses études, plusieurs aspects concernant l'initiation et la croissance des colonies de PD restent incertains. Les modèles et théories actuels n’incorporent pas les couplages entre tous les phénomènes qui régissent la PD. Ce processus complexe se déroule dans une microstructure en évolution composée de grains de grandes dimensions et d’orientations variées. Les joints de grain doivent être considérés en incluant leur topologie et leurs propriétés anisotropes pour obtenir une description complète de la PD.
Dans le cadre d’une recherche très fondamentale, le projet ADISCO développera une méthodologie novatrice pour l’étude de la PD dans un alliage modèle Ni-Cr à composition chimique bien contrôlée, combinant des calculs à l'échelle atomique, une modélisation mésoscopique dite Sharp Phase Field (S-PFM) et des observations expérimentales ciblées. Notre but est d'identifier les paramètres physiques qui contrôlent l'initiation et la cinétique de croissance de la PD. Nous analyserons nos résultats en les confrontant aux observations expérimentales de la DP menées par notre équipe de recherche sur les mêmes alliages Ni-Cr et sur des superalliages multi-composants, dans le but de proposer des méthodes pour inhiber la DP dans ces matériaux.