Étude des Relations Composition - Microstructure - Thermodynamique d'Alliages Innovants à Base de Zr H/F

Framatome; Ugine; Sur place; EUR 11 000 - 18 000; Temps partiel

Résumé du poste

Framatome Ugine, Centre de Recherche sur les Composants, propose un stage destiné à caractériser l’évolution des microstructures lors de l’élaboration et transformation de nuances d’alliages zirconium.

Le stagiaire utilisera MEB, EDS, EBSD et DSC, et comparera les observations expérimentales avec les prévisions Thermo-Calc. Le projet s’inscrit dans une thèse en partenariat avec Mines Saint‑Étienne.

Qualifications

• Maîtrise des techniques de métallographie et d’analyse microstructurelle.
• Connaissances des procédés de solidification et de transformation des alliages.
• Capacité à interpréter des données expérimentales et à les relier à des prévisions thermodynamiques.

Responsabilités

• Étudier les structures de solidification et l’homogénéité chimique des alliages.
• Évaluer la formabilité et les domaines de mise en œuvre avec les procédés envisagés.
• Examiner la stabilité des phases et les effets de vieillissement, en utilisant DSC et Thermo-Calc.

Connaissances

MEB

EBSD

DSC

Analyse microstructure

Outils

Thermo-Calc

EDS analysis

Description du poste

Contexte

Dans le cadre de l'amélioration continue des matériaux destinés aux gaines de combustible nucléaire, Framatome développe de nouvelles générations d'alliages à base de zirconium visant à répondre aux exigences croissantes des réacteurs actuels et futurs en matière de performances mécaniques, stabilité microstructurale, résistance à la corrosion et transparence neutronique.

L'exploration de nouvelles compositions chimiques nécessite de comprendre finement l'impact des éléments d'alliage sur les mécanismes de solidification, les transformations de phases et l'aptitude à la mise en forme. Dans cette optique, il est primordial d'établir les relations entre composition chimique, microstructure et comportement thermomécanique afin d'orienter efficacement le développement des futures nuances.

Ce projet s'inscrit dans la préparation d'une future thèse réalisée en partenariat entre Framatome Ugine et Mines Saint-Étienne. Le stage a pour objectif d'identifier et de caractériser les premières nuances les plus prometteuses.

Missions

Sur plusieurs nouvelles nuances d'alliages à base de zirconium élaborées et mises en forme au Centre de Recherche sur les Composants (CRC) de Framatome Ugine, le stagiaire aura pour mission de caractériser l'évolution des microstructures tout au long de la gamme d'élaboration et de transformation.

1. Étude des structures de solidification
   • Caractérisation des microstructures brutes de fusion ;
   • Analyse de l'homogénéité chimique et des phénomènes de ségrégation ;
   • Confrontation des observations expérimentales aux prédictions thermodynamiques réalisées sous Thermo-Calc.
2. Étude de la formabilité des nuances
   • Analyse de l'aptitude à la déformation des différentes compositions ;
   • Identification des domaines de mise en oeuvre compatibles avec les procédés envisagés ;
   • Détermination expérimentale des températures de transformation (par DSC)
   • Corrélation entre comportements observés, microstructure et diagrammes thermodynamiques.
3. Étude de la stabilité des phases
   • Caractérisation de traitements thermiques de vieillissement ;
   • Détermination expérimentale des températures de transformation (DSC) ;
   • Suivi des évolutions microstructurales
   • Étude de la stabilité des phases métastables et confrontation aux prévisions thermodynamiques.

Techniques mises en oeuvre

• Microscopie électronique à balayage (MEB)
• Analyse EDS
• EBSD
• calorimétrie différentielle (DSC)
• Métallographie
• Mesures de dureté
• Traitements thermiques
• Calculs thermodynamiques (Thermo-Calc)