Thermodynamique de la solidification

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Etude thermodynamique de la croissance des métaux et alliages
Introduction
I.1. Généralités
I.1.1. Conditions de la solidification
I.1.2. Domaines et exigences de la solidification
I.1.3. Conséquences de la solidification
I.1.4. Equilibre thermodynamique entre phases
I.1.5. Coefficient de partage
I.2. Thermodynamique de la solidification
I.2.1. Equilibre liquide-solide
I.2.2. Température de la solidification
I.2.3. Chaleur latente
I.2.4. Force motrice de la solidification
I.3. Théorie de la germination
I.3.1. Importance de la germination
I.3.2. Conditions de la germination
I.3.3. Types de la germination
I.3.3.1. Germination homogène
I.3.3.2. Germination hétérogène
I.3.4 Comparaison entre la germination homogène et la germination hétérogène
I.4. La surfusion
I.4.1. Définition
I.4.2. Origines de la surfusion
I.4.2.1. La surfusion chimique
I.4.2.2. La surfusion thermique
I.4.2.3. La surfusion de courbure
I.4.2.4. La surfusion cinétique
I.4.3. Effet de la surfusion sur la germination
Conclusion
Chapitre II : Etude morphologique de la croissance des métaux et alliages
Introduction
II.1. Généralités sur l’instabilité morphologique de l’interface solide-liquide
II.1.1. L’interface solide-liquide
II.1.1.1. Cinétique interfaciale
II.1.1.2. Equilibre interfacial
II.1.1.3. Structures interfaciales
II.1.2. Instabilité interfaciale des métaux purs
II.1.3. Instabilité interfaciale des alliages
II.1.4. Transfert de matière et de chaleur
II.1.4.1. Transfert de matière
II.1.4.2. Transfert de chaleur
II.2. Solidification des métaux purs et alliages
II.2.1. solidification des métaux purs
II.2.2. Solidification des alliages
II.2.2.1. Croissance des eutectiques
II.2.2.2. Croissance péritectique
II.3. Croissance dendritique
II.3.1. Croissance équiaxe
II.3.1.1. Morphologie du grain équiaxe
II.3.1.2. Croissance des grains équiaxes
II.3.2. Croissance colonnaire
II.3.2.1. Morphologie colonnaire
II.3.2.2. Croissance des dendrites colonnaires
II.3.3. Transition colonnaire-équiaxe
II.4. Structure des lingots et coulée
II.4.1. Structure des lingots
II.4.1.1. Zone de peau
II.4.1.2. Zone basaltique
II.4.1.3. Zone équiaxe
II.4.2. Coulée continue et semi-continue
Conclusion
Chapitre III : Etude numérique, résultats et discussion
Introduction
III.1. Formalisation du problème
III.2. L’équation de chaleur
III.3. Solution proposée
III.4. Discrétisation de l’équation de chaleur
III.4.1. Intégration de l’équation de chaleur
III.4.1.1. Intégration du terme A suivant x
III.4.1.2. Intégration du terme A suivant y
III.4.1.3. Intégration du terme B
III.4.2 Schéma utilisé
III.5. Conditions aux limites
III.6. Système d’équations linéaires
III.7. Alliages utilisés
III.8. Présentation du code de calcul
III.8.1. Organigramme représentant le code de calcul
III.8.2. Outils de développement utilisés
III.9. Description du maillage
III.10. Résultats
III.10.1. Résultats obtenus pour l’alliage Aluminium-Cuivre
III.10.1.1. Al-5%wtCu
III.10.1.2. Al-8%wtCu
III.10.1.3. Al-10%wtCu
III.10.1.4. Al-15%wtCu
III.10.2. Résultats obtenus pour l’alliage Aluminium-Silicium
III.10.2.1. Al-3%wtSi
III.10.2.2. Al-5%wtSi
III.10.2.3. Al-7%wtSi
III.10.2.4. Al-9%wtSi
III.10.3. Résultats obtenus pour l’alliage Etain -Plomb
III.10.3.1. Sn-5%wtPb
III.10.3.2. Sn-15%wtPb
III.10.3.3. Sn-20%wtPb
III.10.3.4. Sn-25%wtPb
III.10.4. Résultats obtenus pour l’alliage Plomb- Alntimoine
III.10.4.1. Pb-0.3%wtSb
III.10.4.2. Pb-0.85%wtSb
III.10.4.3. Pb-1.9%wtSb
III.11. Discussion
Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques