Établissement des structures et propriétés mécaniques de l’alliage d’Inconel 625 dans les procédés d’élaboration additive à grande vitesse : arc fil, laser fil, laser poudre et hybride - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Establishment of structures and mechanical properties of Inconel 625 alloy in high deposition rate additive manufacturing processes : Arc Wire, Laser Wire, Laser Powder and Hybrid

Établissement des structures et propriétés mécaniques de l’alliage d’Inconel 625 dans les procédés d’élaboration additive à grande vitesse : arc fil, laser fil, laser poudre et hybride

Ilia Ushakov
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1308535
  • IdRef : 273111124

Résumé

This work focuses on the establishment of microstructures and the characterization of the mechanical properties of Inconel 625 alloy produced as part of the PAM-PROD project aimed at producing large parts using high deposition rate additive manufacturing. Three deposition techniques are being studied: Arc/Wire, Laser/Wire and Laser/Powder, as well as a combination of Laser/Wire and Laser/Powder to produce a hybrid wall. Macrostructures and microstructures are characterized for each process. The Arc/Wire and Laser/Powder processes used lead to a mixed columnar - equiaxed macrostructure. The Laser/Wire process leads to predominantly columnar structures. Mechanisms for the formation of columnar/equiaxed structures and transitions are proposed. These mechanisms are then taken up and completed to interpret the formation of the transition zone in the case of a hybrid Laser Wire/Powder wall. The response to solution heat treatment and ageing is then presented by detailing and comparing the kinetics and mechanisms specific to each process. The tensile mechanical properties along 3 directions are then characterized and related to the structures. For all the processes, a high degree of reproducibility is obtained and none of the processes has a brittle character. The best properties were obtained with the Laser/Powder process, and the hybrid junction test showed that the transition zone was not a weak point in the structure.
Ce travail porte sur l'étude de l'établissement des structures et la caractérisation des propriétés mécaniques d'alliage d'Inconel 625 produites dans le cadre du projet PAM-PROD visant à réaliser des pièces de grande dimension par élaboration additive à grande vitesse. Trois techniques de dépôt sont étudiées : Arc/Fil, Laser/Fil et Laser/Poudre ainsi que la combinaison Laser/Fil et Laser/Poudre pour réalisation d'un mur hybride. Pour chaque procédés les macrostructures et microstructures sont caractérisées. Les procédés Arc/Fil et Laser/Poudre utilisés conduisent à une macrostructure mixte colonnaire équiaxe. Le procédé Laser/Fil conduit à des structures majoritairement colonnaires. Des mécanismes de formation des structures et transitions colonnaires/équiaxes sont proposés. Ces mécanismes sont alors repris et complétés pour interpréter la formation de la zone de transition dans le cas d'un mur hybride Laser Fil/Poudre. La réponse au traitement thermique de mise en solution et vieillissement est ensuite présentée en détaillant et comparant les cinétiques et mécanismes propres à chaque procédé. Les propriétés mécaniques en traction suivant 3 directions sont alors caractérisées et reliées aux structures. Pour l'ensemble des procédés une grande reproductibilité est obtenue et aucun procédé ne présente de caractère fragile. Les meilleures propriétés sont obtenues avec le procédé Laser/Poudre et le test de la jonction hybride montre que la zone de transition ne présente pas un point faible dans la structure.
Fichier principal
Vignette du fichier
DDOC_T_2023_0147_USHAKOV.pdf (23.13 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04286143 , version 1 (15-11-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04286143 , version 1

Citer

Ilia Ushakov. Établissement des structures et propriétés mécaniques de l’alliage d’Inconel 625 dans les procédés d’élaboration additive à grande vitesse : arc fil, laser fil, laser poudre et hybride. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université de Lorraine, 2023. Français. ⟨NNT : 2023LORR0147⟩. ⟨tel-04286143⟩
100 Consultations
56 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More