Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux - UMR CNRS 5085




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Recrutement de thèse / PhD student

Etude en fluage biaxial (punch test) de l’alliage TA6V obtenu par Fabrication Additive / Small punch creep testing ot Ti64 alloy obtained by additive manufacturing process.

(English below)

Offre de Thèse - PhD position
3 ans – Toulouse – France

Etude en fluage biaxial (punch test) de l’alliage TA6V obtenu par Fabrication Additive.

Les procédés de fabrication additive ont atteint une maturité importante et sont dès à présent utilisés industriellement pour des pièces de structure travaillant dans des conditions de contrainte et de température pour lesquelles la déformation par fluage peut devenir dimensionnante. Il devient donc important de pouvoir proposer un essai de fluage permettant de caractériser au mieux les matériaux obtenus par fabrication additive, en prenant en compte les particularités de ces procédés tels l’anisotropie vis-à-vis de la direction de fabrication et du bain de fusion ou les différences de microstructures en fonction du positionnement et de la massivité locale dans les pièces.

Ce sujet de thèse vise à développer un outil et une méthodologie d’essais de fluage biaxial par poinçonnage, ou punch test, appliqués à des pièces en alliage de titane TA6V obtenues par fabrication additive. Ces essais sont réalisés sur des échantillons simples, des disques de 10 mm de diamètre – 0,5 mm d’épaisseur, faciles à prélever et représentatifs de différentes zones au sein de pièces élaborées par fabrication additive. Ces éprouvettes permettent ainsi d’étudier les effets de géométrie de fabrication (position, massivité, paroi mince) et d’anisotropie. Les résultats d’essai de punch tests seront comparés à des essais de fluage uniaxial en traction. De même, le comportement du matériau issu de fabrication additive sera comparé à celui de matériau forgé. La diversité des états mécaniques au sein des éprouvettes sera analysée à l’aide de calculs par éléments finis. En parallèle, une caractérisation des évolutions microstructurales locales permettra d’étudier la sensibilité vis à vis de l’état mécanique de transformation de phase telle que la décomposition de la martensite ’ obtenue dans cet alliage par fusion laser.

Les travaux à réaliser au cours de la thèse s’articuleront autour de plusieurs axes :

  • prise en main du dispositif expérimental et réalisation des essais de fluage punch test,
  • modélisation par éléments finis des états mécaniques au sein des éprouvettes
  • comparaison des résultats de punch test à des essais uni-axiaux et des essais sur alliage forgé
  • influence des paramètres de fabrication et des géométries de pièces sur le comportement,
  • caractérisation locale des microstructures (MEB, MET, DRX) en fonction des états mécaniques et lien avec la modélisation de la décomposition de la martensite.


Le(la) candidat(e) recherché(e)
sera titulaire d’un master ou diplôme d’ingénieur en Sciences des Matériaux.

La thèse débutera en septembre 2021, pour une durée de 36 mois, la rémunération correspond aux contrat doctoraux (CD) d’établissement (1769 €/mois) avec la possibilité de compléter par une activité d’enseignement (avenant au CD).

Envoyer un CV détaillé, une lettre de motivation, ainsi que des lettres de recommandation.

N’hésitez pas à prendre contact (avant même une candidature formelle) : Bernard Viguier ; Bernard.viguier ensiacet.fr


Offre de Thèse - PhD position CIRIMAT – Toulouse – France

Small punch creep testing ot Ti64 alloy obtained by additive manufacturing process.

Additive manufacturing processes have reached an important maturity and are already used for structural parts working under stress and temperature conditions where creep deformation prevails. It is therefore important to be able to propose a creep test that allows characterisation of the materials obtained by additive manufacturing. This may take into account the particularities of these processes such as the anisotropy with respect to the growth and the molten pool directions or the differences in microstructures according to the positioning and local thickness in the parts.

This thesis subject aims at developing a tool and a methodology for biaxial creep testing by punching, or Small Punch Creep Testing, applied to parts made of TA6V titanium alloy obtained by additive manufacturing. These tests are carried out on simple samples, 10 mm diameter - 0.5 mm thick discs, easy to machine and representative of different zones within parts produced by additive manufacturing. These specimens thus enable to study the effects of manufacturing geometry (position, mass, thin wall) and anisotropy. Punch test results will be compared to uniaxial tensile creep tests. Similarly, the behaviour of material from additive manufacturing will be compared with that of wrought alloy. The diversity of mechanical states within the specimens will be analysed using mechanical finite element simulation. In parallel, a characterisation of the local microstructural evolutions will enable to study the sensitivity to the mechanical state of the phase transformation such as the decomposition of martensite obtained in this alloy by powder bed selective laser melting.

The work to be carried out during the thesis will be based on several axes :

  • handling of the experimental device and carrying out creep punch tests,
  • finite element modelling of the mechanical states within the specimens
  • comparison of punch test results with uni-axial and forged alloy tests
  • influence of manufacturing parameters and part geometries on behaviour,
  • local characterisation of microstructures (SEM, TEM, XRD) as a function of mechanical states and link with the modelling of martensite decomposition.

The desired candidate will hold a Master’s degree or engineering degree in Materials Science.

The thesis will start in September 2021, for a duration of 36 months, the remuneration corresponds to the doctoral contract (CD) of the establishment (1769 €/month) with the possibility to complete by a teaching activity (addendum to the CD).
Send a detailed Curriculum, a cover letter with recommendation.

Do not hesitate to contact (even before a formal application) : Bernard Viguier ; Bernard.viguier ensiacet.fr