Thèse de Doctorat en Sciences des Matériaux - alliages à haute entropie (H/F)

Sujet de thèse :
Les alliages à haute entropie réfractaires (RHEAs) de structure cubique centrée (cc)
sont des solutions solides monophasées constituées d’éléments tels que Ti, Zr, Hf, W, Ta, Mo, V, Cr ou Nb, tous présents en forte concentration. Ils combinent une très haute limite d’élasticité même à plus de 1400°C et une grande stabilité thermique, ils sont donc prometteurs pour des applications à haute température. En revanche, leur ductilité à température ambiante est insuffisante, et son origine physique reste mal connue. L’activation de l’effet « TRIP » (plasticité induite par transformation de phases) est une voie intéressante pour l’augmenter, mais le lien entre mécanismes activés et composition d’alliage n’est pas établi.

Dans ce travail de thèse, une exploration contrôlée de l’espace des compositions RHEAs sera réalisée en combinant méthodes de fabrication additive et caractérisations rapides de la structure et des propriétés mécaniques. Des compositions clefs seront ensuite sélectionnées et élaborées avec des méthodes de métallurgie classiques, permettant ainsi une caractérisation plus approfondie des microstructures sous déformation à température ambiante. Cela permettra d’identifier les séquences de mécanismes élémentaires associés à l’effet TRIP, en fonction de la composition d’alliage, et d’établir leurs liens avec les propriétés mécaniques macroscopiques. L’objectif final est de fournir une cartographie éclairée de ces mécanismes, et de proposer des critères de design simples.

Le travail de thèse sera essentiellement expérimental : élaboration, traitements thermomécaniques, caractérisations (DRX, MEB, EBSD, TEM, ..), et essais
mécaniques. La personne recrutée devra présenter ses résultats scientifiques lors de
conférences nationales et internationales et rédiger les articles issus de ses travaux.
Contexte :
Le contrat doctoral est financé via un projet ANR. Le travail s’effectuera principalement au laboratoire MatéIS de l'INSA Lyon, un laboratoire de Science des Matériaux à l’intersection de champs disciplinaires, principalement en chimie, physique et mécanique. Le travail sera réalisé au sein de l'équipe Métal (métaux et alliages). Des séjours ponctuels à l’IJL Nancy seront à prévoir. Des comparaisons entre résultats expérimentaux de cette thèse et simulations multi-échelles réalisées par ailleurs et dans le cadre du même projet ANR seront réalisées.