[Publication] Comportement thermique d’une barre de TA6V lors de la refusion par bombardement électronique
L’élaboration des alliages de titane nécessite une étape dite de refusion, où l’éponge de titane, combinée à des scraps et des alliages mères, est refondue pour une densification du métal, un affinage et une mise à la nuance. Les puissances thermiques requises pour cette opération industrielle sont obtenues par arc électrique, torche à plasma ou encore faisceaux d’électrons.
L’IJL dispose d’un four à bombardement électronique d’une puissance maximale de 100 KW qui lui permet de reproduire, à l’échelle du laboratoire, des opérations industrielles. Les alliages réactifs comme le titane ou le zirconium, ainsi que les métaux réfractaires comme le niobium ou le tantale peuvent bénéficier de ce procédé, en garantissant des conditions de propreté ultimes (vide secondaire et creusets refroidis à l’eau).
Les chercheurs du département Science et Ingénierie des Matériaux et Métallurgie de l’IJL sont parvenus à mieux comprendre le comportement thermique de la barre en cours de refusion, en associant des essais sur le four de laboratoire (et des analyses post-mortem de l’alliage) et des simulations numériques du procédé. Ils ont en particulier mis en évidence que la température de surchauffe du film liquide à l’extrémité de la barre était approximativement indépendante de la puissance du canon à électrons utilisée pour refondre le matériau, et donc de la vitesse de fusion. En conséquence, une plus forte vitesse de fusion du TA6V réduit sensiblement les pertes par évaporation constatées lors de cette étape de refusion.
Références :
Titre : Thermal behavior of Ti-64 primary material in electron beam melting process
Auteurs : Jean-Pierre Bellot, Julien Jourdan, Jean-Sébastien Kroll-Rabotin, Thibault Quatravaux et Alain Jardy
Nom de la revue : Materials
Date de parution (en ligne) : Juillet 2021
Lien : https://doi.org/10.3390/ma14112853
Légende de l'image :
Comparaison des cartes de température obtenues par simulation numérique après 1000s de fusion, pour l’essai 1 (Run#1) avec une vitesse de fusion de 8 mm/min et pour l’essai 5 (Run#5) à 20 mm/min.
