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Développement d’un acier martensitique inoxydable à très bas carbone renforcé par une nano-dispersion d’oxydes: Application au gainage combustible des réacteurs rapides refroidis par des métaux liquides

Matériaux et applications Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

La famille des aciers inoxydables Maraging regroupe des nuances riches en chrome (10-15%) et en nickel (4-9%) et à très faible teneur en carbone (<0.02% massique). Après austénitisation et trempe, ces nuances présentent une structure martensitique, cubique centrée, différente de la martensite tétragonale riche en carbone. Ces aciers offrent généralement un compromis exceptionnel entre limite d’élasticité et ténacité.
Pour les composants de cœurs des réacteurs rapides refroidis au sodium, les aciers martensitiques sont particulièrement étudiés car ils présentent généralement un faible gonflement sous irradiation comparés aux nuances austénitiques. Afin d’améliorer leurs propriétés en fluage ces nuances sont parfois renforcées par une très fine dispersion d’oxydes nanométriques stables (Oxides Dispersed Strengthened).
Ces nuances ODS martensitiques conventionnelles ont une teneur en chrome limitée à 9-11%Cr et souffrent souvent d’une faible ténacité à température ambiante.
La thèse propose la démarche originale d’associer les propriétés de ténacité et de corrosion exceptionnelles d’une matrice d’aciers inoxydables Maraging à une précipitation de type ODS. Pour ce faire, des nuances d’intérêt, innovantes, seront sélectionnées, élaborées et caractérisées dans les laboratoires du CEA et des équipes académiques partenaires.

PROFIL du POSTE : Le candidat doit présenter un profil de M2 avec une formation de base en science des matériaux et idéalement en métallurgie. Le sujet présente une forte composante expérimentale. Des connaissances élémentaires en microscopie électronique et/ou en diffraction des rayons X sont requises pour ce poste. A l’issu de sa thèse le candidat disposera de solides connaissances en métallurgie des aciers et aura utilisé ou mis en œuvre de nombreux moyens pointus de caractérisation microstructurales (MEB, MET, DXPA DRX, DSC). Il pourra naturellement prétendre à un emploi de chercheur en métallurgie dans de nombreuses industries.

Laboratoire

Département de Recherche sur les Matériaux et la Physico-chimie pour les énergies bas carbone
Service de Recherche en Matériaux et procédés Avancés
Laboratoire de Technologie des Matériaux Extrêmes
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