Modèle prédictif de l'apparition de la microporosité de retrait durant la solidification d'un alliage aluminium-silicium

Abstract

Dans le système de freinage l’utilisation de pièces en alliage d’aluminium de fonderie est courante. Ce type de système nécessite une fiabilité des éléments qui se traduit par un besoin de maîtrise de la santé matière des produits. Le modèle proposé a pour but de prédire l’apparition de micro-défauts : les microporosités de retrait. Ceux-ci apparaissent lors de la solidification et diminuent la durée de vie des systèmes. Ce travail propose la modélisation de l’apparition de ces défauts lors dune solidification d’un alliage Aluminium Silicium. Cette contribution se démarque des travaux traitant des phénomènes liés à la variation de solubilité des gaz dans l’aluminium lors de la solidification. Ce travail sintéresse aux phénomènes de retrait dans le cas où il n’y a pas rupture d’alimentation. Le milieu semi-solide est considéré comme un milieu poreux. Lorsque la perméabilité de ce milieu est trop faible le retrait de solidification ne peut être compensé par déplacement de liquide. Ce modèle s’appuie sur un couplage entre la thermique de la solidification et le transfert de masse (écoulement interdendritique). Le modèle proposé utilise peu de paramètre. Ce caractère parcimonieux du modèle et l’incertitude sur la valeur de certains paramètres ont permis l’identification des dits paramètres. Ce travail d’identification par méthode inverse a nécessité des expérimentations, dans une configuration permettant de maîtriser les conditions aux limites.