Influence de la microstructure sur l'endommagement d'alliages d'aluminium pour l'aéronautique. // Influence of microstructure and local heterogeneities on the damage of aerospace aluminum alloys.

6 Apr 2024
Job Information

Organisation/Company

Université Grenoble Alpes

Research Field

Technology » Materials technology

Researcher Profile

Recognised Researcher (R2)
Leading Researcher (R4)
First Stage Researcher (R1)
Established Researcher (R3)

Country

France

Application Deadline

16 May 2024 - 22:00 (UTC)

Type of Contract

Temporary

Job Status

Full-time

Is the job funded through the EU Research Framework Programme?

Not funded by an EU programme

Is the Job related to staff position within a Research Infrastructure?

No

Offer Description

Les procédés de déformation à chaud d’alliages métalliques utilisés pour la mise en forme et l’obtention de produits finis induisent des champs mécaniques très intenses et hétérogènes qui peuvent conduire à de l’endommagement local. C’est une problématique cruciale pour l’industrie qui cherche toujours à optimiser ses procédés et améliorer la qualité des produits finis.

Pour aborder cette problématique, une approche mécanique macroscopique est généralement utilisée, mais des travaux de thèse récents au laboratoire SiMaP ont montré la limite de cette approche et la nécessité de prendre en compte les hétérogénéités microstructurales (précipité, seconde phase) et micromécaniques à des échelles microscopiques.

 

Le but du projet de thèse est d’identifier la contribution de la microstructure, de la cristallographie locale et des champs de contraintes locaux dans les mécanismes d’endommagement à chaud dans un alliage d’aluminium en exploitant une caractérisation 3D multi-échelle par imagerie corrélative enrichie par simulation numérique.

 

 

L’alliage choisi pour l’étude est l’alliage d’aluminium 2050 fournit par Constellium.

Le travail de thèse s’appuiera sur deux méthodes de caractérisation 3D : (i) la nano-tomographie in situ lors d’essais de traction à chaud, et l’imagerie électronique double faisceaux par coupes sériées (PFIB Xe Helios) et (ii) une méthode de modélisation numérique pour calculer les champs de contraintes locaux.

Une première partie du travail consistera en caractérisation tridimensionnelle et multi-échelle par imagerie corrélative grâce au couplage d’images 3D obtenues par nanotomographie (ID16B ESRF) et par PFIB. L’analyse d’images 3D obtenues permettra d’obtenir les caractéristiques morphologiques des pores et de la microstructure environnante.

Dans un deuxième temps, ces informations 3D microstructurales seront utilisées pour calculer les champs de contraintes locaux en prenant en compte la microstructure réelle. Un code numérique reposant sur l’utilisation de transformée de Fourier rapide (FFT pour fast Fourier transform) sera utilisé car ce dernier permet d’intégrer directement les images 3D de la microstructure et des porosités. La thèse se déroulera au laboratoire SiMaP et aborde une problématique qui fait l’objet de collaborations avec Constellium et l’ESRF.

 

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Hot forming processes of metallic alloys used for shaping and obtaining finished products induce very intense and heterogeneous mechanical fields that can lead to local damage. This is a crucial issue for industry, which is constantly seeking to optimize its processes and improve the quality of the finished products.

To tackle this problem, a macroscopic mechanical approach is generally used, but recent thesis work at the SiMaP laboratory has shown the limits of this approach and the need to take into account microstructural (precipitate, second phase) and micromechanical heterogeneities at microscopic scales.

 

The aim of this thesis project is to identify the contribution of microstructure, local crystallography and local stress fields to hot damage mechanisms in an aluminum alloy by exploiting a recent multi-scale 3D characterizations using correlative imaging enhanced by numerical simulation.

 

The alloy chosen for the study is aluminum alloy 2050 supplied by Constellium.

The thesis work will be based on two 3D characterization methods: (i) in-situ nano-tomography during hot tensile tests, and dual-beam electron imaging using serial sections (PFIB Xe Helios) and (ii) a numerical modeling method for calculating local stress fields.

The first part of the work will consist of three-dimensional, multi-scale characterization by correlative imaging, using a combination of 3D images obtained by nanotomography (ID16B ESRF) and PFIB. Analysis of the 3D images obtained will provide morphological characteristics of the pores and surrounding microstructure.

Secondly, this 3D microstructural information will be used to calculate local stress fields, taking into account the actual microstructure. A numerical code based on fast Fourier transforms (FFT) will be used, as this method enables 3D images of microstructure and porosities to be integrated directly. The thesis will be carried out at the SiMaP laboratory, and the topic will give rise to collaborations with ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) and the company Constellium, leader in high value-added aluminum alloys.

Début de la thèse : 01/10/2024

Funding category: Contrat doctoral
Concours pour un contrat doctoral
PHD Country: France

Requirements
Specific Requirements

Le candidat sera titulaire d'un master ou équivalent dans le domaine de la science des matériaux ou de la physique. Des connaissances en métallurgie sont requises et des notions en caractérisation (microstructure et mécanique) constituent un plus. Une expérience de base en programmation (Python/Matlab ou équivalent) est souhaitable. Le candidat devra prendre des initiatives aussi bien au niveau des procédures expérimentales que du traitement des données. Le candidat devra avoir une forte motivation pour le travail de recherche, un goût pour le travail expérimental, le traitement d'images 3D et la microscopie électronique. Le candidat devra pouvoir travailler en équipe.

The candidate sould hold a Master of Sciences degree or equivalent in materials science, physics or mechanics. Knowledge of metallurgy is required, and notions of characterization (microstructure and mechanics) are a plus. Basic programming experience (Python/Matlab or equivalent) is desirable. The candidate will be expected to take the initiative in both experimental procedures and data processing. The candidate should have a strong motivation for research work, a taste for experimental work, 3D image processing and electron microscopy. The candidate must be able to work as part of a team.

Additional Information
Work Location(s)

Number of offers available

1

Company/Institute

Université Grenoble Alpes

Country

France

City

Saint Martin d'Hères

Geofield

Where to apply

Website

https://www.abg.asso.fr/fr/candidatOffres/show/id_offre/121796

Contact

Website

https://www.univ-grenoble-alpes.fr/

STATUS: EXPIRED