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International audience; Different additive manufacturing (AM) technologies such as L-PBF and DED do become really attractive for both repair and 3D part manufacturing. In particular, extensive work is in progress for the non-weldable nickel-based superalloys which tend to exhibit cracks due to residual stresses build-up during AM thermal cycles. Within the framework of the project FAPS conducted at Université Paris-Saclay, the present investigation will highlight the processing conditions and build-up strategy that produce crack-free specimens for alloy AD730®. The latter was developed by Aubert & Duval for cast&wrought gas turbine applications. In this work, a comparison between such conventional processing and AM will be provided in terms of mechanical performance. The results clearly show an anisotropic behaviour related to the sharp crystallographic texture induced by the epitaxial grain growth. The results will be discussed, with a perspective analysis of maturity for this AM processedmaterial, the process robustness, the potential technological developments and application prospects.; Différentes technologies FA telles que L-PBF et DED deviennent réellement attractives pour à la fois de la réparation et de la fabrication de pièces 3D. En particulier, un travail important est en cours pour les superalliages base Ni non soudables qui tendent à se fissurer en raison d’une augmentation des contraintes résiduelles lors des cycles thermiques FA. Dans le cadre du projet FAPS mené à Paris-Saclay, ces travaux vont mettre en exergue les conditions de process et de stratégie de construction qui produisent des échantillons sans fissures pour l’alliage AD730. Ce dernier a été développé par Aubert&Duval pour des applications coulé+forgé dans les turbines aéronautiques. Dans ce travail, on présentera une comparaison entre un tel procédé conventionnel et la FA en termes de performance mécanique. Les résultats montrent clairement un comportement anisotrope relié à la forte texture cristallographique induite par la croissance épitaxiale des grains. On discutera des résultats, avec en perspective l’analyse de la maturité de ce matériau issu de FA, la robustesse du procédé, les développements technologiques potentiels et les applications prospectives.

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International audience; Inconel alloys for aerospace motor applications are hot forged and their final properties are mainly control by the homogeneity of the grain size. In hot forging conditions, dynamic recrystallization occurs and the prediction of the final microstructure requires an accurate modeling of this deformation mechanism. A polycrystal modeling, coupling CPFEM and recrystallization models, have been developed using a 3D EBDS description of a representative volume. With only a few material parameters, it is then possible to predict mechanical behavior during hot forging and grain size evolution. INTRODUCTION: Inconel 718 is usually hot forged between 925 and 1150°C with the objective to control the homogeneity of the grain size and the final mechanical properties. At temperatures above 1,000°C, the alloy is a fcc single-phase as the  phase is totally dissolved. Thomas et al. [2004] showed that dynamic recrystallization is the main mechanism controlling the microstructure evolution. A polycrystalline model is developed to account for dynamic recrystallization. A 3D EBSD mapping of a representative volume is reconstructed from serial polished sections. Its behavior is simulated by coupling a crystal plasticity finite element model (CristalECP) with a 3D recrystallization cellular automaton (RecUPS). The two models work with sequences of deformation and recrystallization steps. CristaECP is based on the theory of continuous dislocations and on physical constitutive laws (Erieau [2004]). The polycrystalline model is implemented in Abaqus TM

Les joints de grains jouent un rôle primordial lors de la déformation élastique et élasto-plastique d'un polycristal. L'influence des joints est traditionnellement appréciée à différentes échelles : - à l'échelle microscopique, on considère les interactions entre les dislocations du réseau cristallin et les défauts propres constituant la microstructure des joints. Ce faisant on perd de vue les interactions à grande distance entre les grains, - à l'échelle macroscopique, on considère que l'influence des joints provient des effets des incompatibilités de déformation élastique et plastique entre les grains d'un agrégat polycristallin. Ce faisant, on perd de vue les phénomènes particuliers qui se produisent au niveau des joints du fait de leurs caractéristiques propres, en n'envisageant que des effets moyens de grains à grains. Les joints de grains sont à l'origine de la déformation hétérogène des grains. Cette hétérogénéité se manifeste par l'existence de " domaines " déformés suivant des systèmes de glissement différents. La non uniformité de la déformation est révélée par les marquages (grilles ou mouchetis) déposés sur la surface du matériau. Les incompatibilités de déformation plastique induisent dans les grains, des contraintes internes qui varient en chaque point des grains et qui peuvent être relaxées par des déformations élasto-plastiques. Les contraintes internes locales et les déformations localisées sont étroitement liées. Elles jouent un rôle prépondérant dans la réponse du matériau à une sollicitation et sur son endommagement. Bien que de grand progrès technologiques aient permis de mieux caractériser la réponse locale des grains, les contraintes internes ne peuvent être mesurées à l'échelle du micromètre. C'est pourquoi la méthode des éléments finis utilisée dans le cadre de la plasticité cristalline, permet une évaluation des contraintes internes ainsi que leur localisation spatiale dans les grains. Les modèles polycristallins sont des outils qui permettent d'étudier la réponse locale d'un matériau à une échelle intermédiaire, dite " mésoscopique ", c'est-à-dire se situant entre 0,1 et 10 micromètres. Cependant, les résultats dépendent : - de l'agrégat censé représenter le matériau, - des conditions aux limites imposées à cet agrégat de taille limitée, - des lois de comportement introduites. Dans ce qui suit, nous ne traiterons que des matériaux métalliques purs et des alliages homogènes (pas de variation de concentration d'éléments chimiques) ne présentant ni inclusions, ni précipités. Nous supposerons également que les joints, présentent une bonne cohésion pour les basses et moyennes températures et ne contiennent pas d'éléments de ségrégation. Le plan général est le suivant : - définition des incompatibilités de déformation, - après des rappels sur la plasticité du monocristal, notion de contraintes internes et des modes de relaxation de ces contraintes. - modélisation polycristalline. - effet de taille de grain sur le comportement à travers la loi de Hall et Petch et modélisation associée (dislocations géométriquement nécessaires). - formation de sous-joints et de joints de grains en recristallisation.

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National audience; La conception optimale des machines électromagnétiques tournant à grande vitesse doit être réalisée grâce à des codes de calcul où le couplage magnéto-élastique a été introduit de manière explicite. Une voie de modélisation de ce couplage est l'utilisation d'approches multi-échelles, introduisant la phénoménologie minimale nécessaire à l'échelle du monocristal, et considérant l'effet de l'état de contrainte sur la configuration des domaines magnétiques. La caractérisation complète du comportement magnéto-mécanique des monocristaux présentée ici est une étape préalable indispensable. Nous présentons d'abord les mesures du comportement réversible magnétique et magnétostrictif de monocristaux de fer-silicium (Fe-3%Si) orientés approximativement suivant les directions , et et soumis à différents niveaux de contrainte de traction. Les résultats sont ensuite discutés puis comparés à ceux obtenus grâce à une modélisation énergétique originale à deux échelles du comportement magnéto-élastique.

National audience; Le contrôle non destructif (CND) par ultrason est une technique largement utilisée dans l'industrie pour inspecter et vérifier l'intégrité structurelle des composants de sécurité, comme par exemple certaines pièces en superalliage des moteurs d'avion. La perméabilité aux ultrasons du milieu à contrôler est donc essentielle pour garantir l'efficacité d'un tel contrôle. Or le milieu polycristallin peut poser des difficultés lors du CND, car sa texture microstructurale à l'échelle des grains ou des agrégats de grains, interagit dans certaines conditions avec les ondes ultrasonores et affecte sa perméabilité aux ultrasons. Nous présentons ici nos résultats récents sur la modélisation numérique de la propagation des ultrasons dans des milieux polycristallins. Le solveur dynamique utilisé permet de décrire finement des phénomènes de propagation des ultrasons et est basé sur la méthode de Galerkin espace-temps discontinue. Cette méthode se révèle bien adaptée pour ce type de modélisation car d'une part, elle emploie des éléments finis dont la souplesse permet de décrire la texture complexe d'un milieu polycristallin et d'autre part, elle possède une excellente précision dans la capture des fronts d'ondes de très hautes fréquences. Cette modélisation numérique est couplée avec et enrichie par des analyses théoriques et des observations fines à l'aide d'imagerie en diffraction d'électrons rétrodiffusés, ce qui permet de mieux comprendre cette interaction texture polycristalline/ultrasons et d'identifier certains facteurs influents.

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