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Modélisation numérique des ségrégations lors de la solidification d'alliages Ti-Al

Published online by Cambridge University Press:  17 August 2007

Anne Noeppel ,
Laëtitia Jacoutot ,
Mabel Medina ,
Alexandru Ciobanas ,
Florin Baltaretu ,
Kader Zaidat ,
Ana-Maria Bianchi ,
Yves Fautrelle  and
Jacqueline Etay
Anne Noeppel
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
Laëtitia Jacoutot
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
Mabel Medina
Affiliation:
FCEIA, Universidad Nacional Rosario, Pelligrini 250, 2000 Rosario, Argentina
Alexandru Ciobanas
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
Florin Baltaretu
Affiliation:
UTC Bucharest, Bd. Pache Protopopescu 66, 021414 Bucharest, Romania
Kader Zaidat
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
Ana-Maria Bianchi
Affiliation:
UTC Bucharest, Bd. Pache Protopopescu 66, 021414 Bucharest, Romania
Yves Fautrelle
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
Jacqueline Etay
Affiliation:
EPM/SIMAP/CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP 95, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
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Abstract

La solidification des alliages binaires est problématique dans la mesure où de nombreuses hétérogénéités susceptibles de fragiliser le produit apparaissent. Ces hétérogénéités peuvent être à la fois de composition (appelées ségrégations) et de structures. Les ségrégations présentent, en outre, l'inconvénient d'apparaître aussi bien à l'échelle mésoscopique (freckles) qu'à l'échelle du lingot (macroségrégation). Il apparaît que la gravité joue un rôle prédominant dans la formation et le devenir des hétérogénéités observées. S'affranchir de cette composante peut être un des enjeux des nouveaux procédés de solidification. Par ailleurs, les alliages de titane-aluminium présentent une solidification péritectique : au cours de la solidification péritectique deux phases solides sont présentes dans le lingot. Un modèle numérique de solidification basé sur le moyennage statistique a été établi qui prend en compte la spécificité de ces alliages. Les calculs menés en condition de microgravité et de convection forcée montrent que la convection au voisinage du front de solidification influence la localisation des hétérogénéités.

Keywords

SolidificationTi-Alnumerical modellingsegregationperitecticSolidificationTi-Almodélisation numériqueségrégationpéritectique
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 8 , Issue 3: Congrès Mécanique de Grenoble , May 2007 , pp. 187 - 191
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2007

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References

Hellawell, A., Sarazin, J.R., Steube, R.S., Channel convection in party solidified systems, Phil. Trans. R. Soc. London A 345 (1993) 507–544 CrossRef
A. Ciobanas, Modélisation statistique de la solidification colonnaire/équiaxe des alliages binaires, INPG, Grenoble, 2006
Rappaz, M., Thévoz, Ph., Solute diffusion model for the equiaxed dendritic growth, Acta Metallurgica 35 (1987) 1487–1497 CrossRef
Wang, C.Y., Beckermann, C., A multiphase model for dendritic alloy solidification, Metallurgical and Materials Transactions A 24 (1993) 2787–2802 CrossRef
Bai, Y., Xu, D., Mao, L., Guo, J., FEM, H. Fu/FDM-joint simulation for transport phenomena in directionally solidifying shaped TiAl casting under electromagnetic field, ISIJ Int. 44 (2004) 1173–1179 CrossRef