Thèse Cifre Compréhension des Mécanismes de Formation des Carbures Lors du Revenu H/F Framatome

Le service R&D de la forge de Framatome Le Creusot (en Saône et Loire), recherche un(e) doctorant(e) F/H, rattaché(e) à l'équipe métallurgie. La thèse est réalisée en partenariat avec l'équipe Genèse, Évolution et Emploi des Microstructures du Centre des Matériaux de MINES Paris Tech - PSL, à Versailles (78).

Le sujet s'intitule : Cinétique de précipitation et compréhension des mécanismes de formation des carbures lors du revenu d'aciers faiblement alliés : application à des composants primaires de l'îlot nucléaire de technologie EPR.

Framatome est un chaudiériste nucléaire, fournisseur d'équipements, de services et de combustible. Framatome Établissement de Le Creusot Forge (FLC) fabrique notamment les composants en acier bas carbone spécifiquement déployés pour la fabrication des cuves des réacteurs nucléaires et de générateur de vapeur. Cependant, la dimension exceptionnelle de ces composants conduit lors de leur élaboration à la présence d'hétérogénéités chimiques multi-échelles complexes qui impactent localement la microstructure et influençant la formation des carbures lors du revenu. Ces éléments ont des conséquences les propriétés mécaniques. Il est donc impératif d'anticiper la réponse en tout point de la pièce à chaque instant du traitement thermique. À ce jour, l'évolution de l'état de précipitation des carbures dans ces aciers, notamment sous chauffage lent et en présence d'hétérogénéités locales, reste peu étudiée. Si la cémentite domine après revenu, d'autres carbures peuvent apparaître. Les carbures M23C6, bien que minoritaires, sont associés à une baisse de résilience à basse température. Le programme de recherche s'appuie sur une étude multipartenaire en exploitant une pièce sacrificielle de R&D.
Les traitements thermiques industriels sont simulés par austénitisation et refroidissement contrôlé sur deux microstructures brutes de trempe en utilisant les conditions de traitement thermique d'une autre thèse, suivis de différents revenus avec chauffage lent. Les microstructures obtenues sont caractérisées à différentes échelles par microscopie optique et électronique, diffraction des rayons X, cartographies de dureté et analyses ponctuelles par microsonde de Castaing. La précipitation des carbures est étudiée par observations microscopie électronique en transmission sur répliques et lames minces, ainsi que par essais de dissolution sélective et analyses DRX pour déterminer leur nature, leur localisation et leur fraction.

Résultats attendus :
- Identifier les conditions de précipitation des carbures secondaires (M2C, M23C6, etc.) dans des microstructures représentatives.
- Évaluer l'effet des hétérogénéités locales (composition, microstructure, vitesse de refroidissement) sur leur formation.
- Suivre l'évolution des précipités au cours du chauffage, maintien en température, refroidissement (lien microstructure initiale).
- Développer une méthodologie analytique permettant de caractériser les carbures.