Équipements




Équipements pour évaluer la mise en forme et traitements thermiques

Simulateur thermomécanique Gleeble 3800 avec module Maxstrain

 
Système de déformation haute température MTS (capacité de 100KN) avec four à radiations IR (capable de chauffer jusqu’à 1250 °C) pour simuler les cycles de chauffage et de refroidissement non linéaires au moment du forgeage
 
   
 
Presse de forge d’une capacité de 1000 tonnes avec four haute température (1200 °C) de taille semi-industrielle permettant d’utiliser des lopins de taille appréciable ainsi que de vérifier et de valider les résultats obtenus sur la petite presse. 


Fours à traitement thermique permettant de procéder à des expériences sur des pièces de différentes tailles jusqu’à des températures de 1500 °C.




Équipements de caractérisation et d’analyse de produits forgés

Analyse de particules : Malvern Mastersizer 3000
Le Mastersizer 3000 utilise la diffraction laser pour mesurer la taille des particules sous forme de poudres, suspensions ou émulsions  de 0,01 à 3500 microns. Cette technique consiste à mesurer l'intensité de la lumière diffusée lors du passage d'un faisceau laser à travers un échantillon de particules dispersées. Cette donnée est ensuite analysée pour calculer la taille des particules qui ont créé l'image de diffraction.


Préparation métallographique

Le laboratoire dispose d’un local de préparation métallographique  incluant une polisseuse mécanique manuelle et automatique, vibromètres, une polisseuse électrolytique, une polisseuse manuelle et une polisseuse automatique d’éprouvettes cylindriques de même qu’un ensemble de microscopes optique et binoculaire.




 
Microscope électronique à balayage Hitachi SU-70
Le SU-70 est un microscope électronique à balayage (MEB) de nouvelle génération. Il s’agit d’un microscope à cathode chaude Schottky utilisant la technologie « semi in-lens » qui permet de combiner une grande stabilité, de forts niveaux de courants et une très grande résolution (1,3 nanomètre).


Imagerie
Ce microscope permet de réaliser des images jusqu’à 800 000 fois plus grandes avec différents détecteurs : deux détecteurs à électrons secondaires, un détecteur 5-cadrant à électrons rétrodiffusés (contraste chimique et topographique) et un détecteur à électrons transmis (technologie STEM).
Image 800 000 fois plus grande d’un dépôt d’or

Images à électrons rétrodiffusés d’un superalliage base-Nickel Waspaloy

EDX / Composition chimique
La mesure de composition chimique se fait à l’aide d’un détecteur de spectroscopie à rayons X (EDX) Bruker Quantax 400 EDS. Ce système avec détecteur de dérive de silicium (SDD) ultrasensible permet la détection d’éléments légers allant jusqu’au béryllium. Il est calibré selon une norme composée de 29 éléments purs et de 6 alliages de composition très précise pour la quantification.
Cartographie d’un joint de diffusion solide-solide avec, en vert (b), rouge (c) et bleu (d) respectivement, les distributions en Zn, Mg et Ca.


EBSD / Mesure d’orientation cristallographique
Le SU-70 est équipé d’un détecteur de diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) Oxford HKL avec une caméra Nordlys F+ combinant haute sensibilité et rapidité d’acquisition (500 indexations/seconde). La caméra est reliée à un système d’acquisition et de post-traitement HKL Channel 5 permettant la caractérisation de microstructures en termes de textures cristallines, de distribution de désorientation, de distribution en taille et forme des grains, d’identification des phases, etc.

Cartographie EBSD d’un acier forgé


Microscope à force atomique
Ce microscope permet l’analyse détaillée de la topographie de la surface des matériaux.


 

Microscope électronique à balayage Hitachi S3600N

Ce microscope permet l’examen des surfaces ainsi que l’analyse chimique de la composition des phases pour des matériaux métalliques, polymériques ou composites.


Essais thermo-mécaniques in situ
Le SU-70 est doté d’une platine de traction-compression chauffante de marque Kammrath & Weiss. Cette platine permet de réaliser des essais in situ monotones ou cycliques qui peuvent être contrôlés en charge ou en déplacement. La charge maximale est de +/- 5000N. Un mini extensomètre permet la mesure de la déformation dans la partie utile des micro-éprouvettes. Un module de chauffe permet de chauffer soit indépendamment soit pendant une sollicitation mécanique. Grâce à un système de refroidissement intégré à la platine, la température maximale peut être de 800 oC et même atteindre près de 1000 oC pendant quelques minutes.

Laboratoire de mise en forme et de traitement thermique
  • Deux presses de mise en forme à haute température (aciers, Ti, superalliages, etc.) sous atmosphère contrôlée.
  • Presse de forgeage Isotherme de 1000 tonnes.
  • Plusieurs fours de traitement thermique permettant de procéder à des traitements de mise en solution, trempe, etc. de façon contrôlée.

Système de mesure des contraintes résiduelles
Cette machine, la Proto 250, permet de mesurer les contraintes résiduelles dans des pièces formées, soudées ou usinées.



Diffraction à rayons X

Cet équipement est couramment utilisé pour toutes sortes d’applications (analyse chimique, détermination de structure cristalline, etc.).

Laboratoire de soudage
Dans ce laboratoire, on peut faire du travail de recherche et développement dans le domaine du soudage TIG, MIG, MAG.




Outils de simulation des procédés de mise en forme
  • ANSYS-LSDYNA : ce logiciel permet de faire des analyses thermiques et mécaniques en petites (ANSYS) et grandes (LSDYNA) déformations. Les deux logiciels sont en opération à l’ETS et ont déjà été utilisés pour simuler des procédés de mise en forme.
  •  
  • ABAQUS : ce logiciel est bien connu des milieux industriel et universitaire pour sa versatilité et sa capacité à simuler des déformations à froid et à chaud.
  •  
  • THERCAST et FORGE3 : ces deux logiciels de la compagnie TRANSVALOR sont parmi les deux ou trois logiciels au monde à simuler des procédés de mise en forme. THERCAST est utilisé pour simuler la coulée et la structure de solidification, alors que FORGE3 est utilisé pour simuler les procédés de mise en forme à l’état solide (forge, laminage, extrusion) et le traitement thermique (trempe, revenu, recuit).