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Phénomènes de fissuration dans la solidification des aciers

20/11/2013

Projet X1C2071
Le phénomène de rupture à chaud affecte gravement certains aciers. L’enjeu industriel est important en termes de qualité et de productivité.

Or, la prédiction des défauts de surface et internes associés reste hors de portée, empêchant une optimisation rationnelle des procédés, et ce pour deux raisons essentielles
En coulée de lingots, le phénomène survient pendant le remplissage, dans une phase où aucun logiciel de simulation n’est capable de fournir un état de contraintes correct.
Le phénomène est encore mal compris et les différents critères proposés jusqu’ici sont notoirement insuffisants.

Pour répondre à cette problématique, CTIF est partenaire du projet CRACRACKS (Concerted Research for Analysis of CRACK phenomena during solidification of Steels) co-financé par l’ANR, impliquant notamment le Cemef, AscoMétal, Transvalor, Industeel, Ensam Paris et Arcelor Mittal, sur l’étude de la crique à chaud des aciers.

Objectifs

Quatre objectifs majeurs ont été fixés pour permettre la simulation complète et prédictive des procédés :

  • 1. Progresser dans la connaissance des différents phénomènes physiques mis en jeu, en s’appuyant sur la simulation numérique aux petites échelles (microstructure de solidification) de façon à préciser la nature des critères de rupture macroscopiques.
  • Mettre en place une méthodologie d’identification des paramètres rhéologiques d’aciers sélectionnés, ainsi que des critères de rupture, en utilisant une palette étendue d’essais instrumentés.
  • 3. Etendre les capacités de la simulation numérique en modélisant le couplage fluide-structure en condition de solidification, pour prédire un état thermomécanique pertinent pendant le remplissage.
  • 4. Développer une méthodologie d’amélioration des procédés en utilisant cette simulation numérique enrichie.

Travaux réalisés

Une éprouvette de crique à chaud a été développée. Des coulées instrumentées mettant en jeu des éprouvettes de coulabilité et des éprouvettes Tatur ont eu lieu. Les simulations des coulées ainsi que les travaux de modélisation sont en cours.
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Les calculs thermomécaniques par THERCAST seront poursuivis.

Points majeurs

La prédiction des défauts de surface et internes associés devrait être davantage accessible à l’issue de ce projet dont les travaux se prolongeront largement en 2012.

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