Bienvenue aux Mines Paristech
Bienvenue à MINES ParisTech
Newsletter International
Website
Théorie & Pratique
Vous êtes

webTV

Lecture

Aftermovie du H4ck@mines 2019 MINES ParisTech

Lecture

MIG 2019 - Systèmes embarqués

Lecture

Teaser Journées Portes Ouvertes

Lecture

Season's Greetings - Meilleurs voeux 2019

Lecture

Plan stratégique de l'Ecole

+ Toutes les vidéos

Partager

Comportement thermo-mécanique des oxydes de fer à haute température.

Comportement thermo-mécanique des oxydes de fer à haute température.

Thermo-mechanical behaviour of iron oxides at high temperature.

Proposition de thèse

Spécialité

Mécanique numérique et Matériaux

Ecole doctorale

SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

Directeur de thèse

MONTMITONNET Pierre

Co-encadrant

INAL Karim

Unité de recherche

Centre de Mise en Forme des Matériaux

Contact
Date de validité

01/10/2019

Site Webhttp://www.cemef.mines-paristech.fr/sections/formations/doctorats/pour-postuler/these-cemef-3458
Mots-clés

Mécanique, Rupture, Oxydes de fer, Décalaminage

Mechanics, Fracture, iron oxides, descaling

Résumé

Le travail de thèse consiste à identifier les mécanismes de rupture et les contraintes critiques correspondant à la fracture transverse et au décollement de l'oxyde. Diverses nuances d'acier seront choisies pour leur difficulté plus ou moins grande à être décalaminées. L'étude physico-chimique établira la structure de leur couche d'oxyde en fonction des éléments d'alliage (Mn, Si, Al, Cr, P, S…). La résistance mécanique sera in fine reliée à la structure de chaque couche d'oxyde.
Le travail inclut

• l'étude de la microstructure et des contraintes de l'oxyde en fonction des conditions de croissance et de la température.
• la conception d'essais mécaniques pertinents à haute température dans un contexte de petites déformations (flexion, indentation).
• leur modélisation en vue de l'identification des paramètres.

Le but est d'aboutir à une compréhension globale des mécanismes physiques et mécaniques intervenant lors du décalaminage et de se doter de la capacité d'en réaliser la modélisation quantitative par éléments finis.

The PhD work consists in identifying the fracture mechanisms and the critical stresses for transverse fracture and for delamination of the oxide scales. Several steel grades will be chosen so as to cover a variety of descaling difficulties. Their physical and chemical study will establish the internal structure of the oxide scale as a function of the alloying elements (Mn, Si, Al, Cr, P, SÂ…). The fracture behavior will be related to the structure of each oxide scale.
The work includes

• the study of the oxide layers in terms of their microstructure and their stress as a function of growth environment and temperature.
• the design of adequate mechanical tests at high temperature.
• their modelling for parameter identification.

It should lead to a global understanding of the physical and mechanical mechanisms involved in the descaling process and a capacity of quantitative finite element modelling of the process.

Contexte

Une couche d'oxyde se forme inévitablement sur l'acier lors de son chauffage en four et du laminage sur le Train à Bande à chaud (TAB). L'oxyde peut être utile comme isolant thermique ou, à T > 1000°C, comme “lubrifiant” (effet anti-adhésion). Mais, trop épais, sa fragilité peut créer des défauts de surface. Pour contrôler son épaisseur, l'oxyde est éliminé lors d'étapes spécifiques du procédé. Celle qui nous intéresse ici est le « décalaminage secondaire » avant la section finisseuse du TAB. Le décalaminage, c'est un jet d'eau sous pression (150 bars) qui refroidit brutalement la surface de la tôle, met l'oxyde sous fortes contraintes thermo-élastiques et conduit à la fracture et au décollement de tout ou partie de l'oxyde.

Encadrement

Autres encadrants : Alain Burr et Pierre-Olivier Bouchard

Profil candidat

Sciences des matériaux, Science des Surfaces et Interfaces, Mécanique des matériaux.

Materials Science, Surface & Interface Science, Mechanics of Materials

Objectif

Méthodologie d'étude de la déformation et de la rupture d'une couche superficielle dure sous fortes sollicitations thermomécaniques.

Références

M. Krzyzanowski, J. Beynon & D. Farrugia, Oxide Scale Behavior in High Temperature Metal Processing, John Wiley & Sons, 2010
B.A. Latella & M. Ignat, Interface fracture energy of sol-gel bonded silicon wafers by three-point bending, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 23, pp.8-13, 2012
B. Picqué, S. Mouret, P.-O. Bouchard, P. Montmitonnet & M. Picard, Mechanical behaviour of iron oxide scale : experimental and numerical study, Wear 1260, pp. 231-242, 2006
M. Schütze, Mechanical properties of oxide scales, Oxid. Met. 44, 1–2, pp.29–60, 1995
M. Varga, S. Leroch, H. Rojacz & M. Rodriguez-Ripoll, study of wear mechanisms at high temperature scratch testing, Wear 388-389, pp.112-118, 2017
M. Zhang, B. Liu, C. Grenier, P. Montmitonnet, M. Picard & J.-L. Boréan, Oxide Fracture Mechanisms in Descaling of Steel Strips on the Hot Strip Mill, 14th Int. ESAFORM Conf. on Material Forming, April 27-29th, 2011, Queen's University Belfast, Northern Ireland, UK. AIP Conf. Proc. 1353, G. Menary, ed., pp. 333-338

Type financement

Convention CIFRE

Retour à la liste des propositions

actualité

Agir pour renforcer le doctorat en Europe

Formation Agir pour renforcer le doctorat en Europe Le projet IDEAL vise à développer l’impact…
> En savoir +

L'intelligence artificielle pour la santé

Formation L'intelligence artificielle pour la santé Le jeudi 27 juin, l' Association des Instituts Carnot…
> En savoir +

Télécommunications acoustiques MIMO

Formation Télécommunications acoustiques MIMO Arthur Aubertin, doctorant au Centre de recherche en…
> En savoir +

Concours étudiant sur les réseaux électriques intelligents

Formation Concours étudiant sur les réseaux électriques… La 5 e édition du concours étudiant sur les réseaux…
> En savoir +

Prix Maurice Allais de Science économique 2019

Formation Prix Maurice Allais de Science économique 2019 Deux articles primés Le Jury a unanimement souhaité cette…
> En savoir +

+ Toutes les actualités

agenda

Du 4 juin au 28 septembre 2019 Dons du Ciel - Des météorites et des hommes

Du 24 août au 30 septembre 2019 L'École des Mines de Paris - 39-45 Engagement et…

Du 18 septembre au 17 octobre 2019 Musique aux Mines

Du 4 juin au 28 septembre 2019 Dons du Ciel - Des météorites et des hommes

Du 24 août au 30 septembre 2019 L'École des Mines de Paris - 39-45 Engagement et…

Du 18 septembre au 17 octobre 2019 Musique aux Mines

+ Tous les événements

contact

Régine MOLINS
Direction de l'Enseignement
Service du Doctorat
> envoyer un mail

Plan du site
MINES
ParisTech

60, Boulevard Saint-Michel
75272 PARIS Cedex 06
Tél. : +33 1 40 51 90 00

Implantations
Mentions légales | efil.fr | ©2012 MINES ParisTech | +33 1 40 51 90 00 |