fr.wedoany.com Rapport : Actuellement, la production de matériaux métalliques alliant à la fois haute résistance et ductilité repose généralement sur des éléments coûteux comme le cobalt ou le molybdène, et nécessite plusieurs étapes de traitement thermique. Les produits finis sont très sujets à la corrosion dans des environnements difficiles. Pour répondre à ce problème, une équipe de recherche de l'Université de Nanhua en Chine et de l'Université Purdue aux États-Unis a utilisé un modèle de « machine learning explicable » pour développer avec succès une nouvelle formule d'alliage à faible coût et haute performance. L'équipe a fourni à l'algorithme les données des caractéristiques physico-chimiques de 81 éléments, permettant à l'algorithme d'identifier une composition principale à base de fer et de chrome, mélangée à de petites quantités d'éléments peu coûteux comme le silicium, le cuivre et l'aluminium. Les chercheurs ont ensuite utilisé la technologie de dépôt d'énergie dirigé par laser pour l'impression 3D, suivie d'un seul traitement de revenu de 6 heures à 480 °C, réduisant ainsi considérablement le temps de fabrication.

Les données des tests physiques montrent que les performances de cet acier conçu par IA sont exceptionnelles : sa résistance à la traction atteint 1 713 MPa, son allongement à la rupture est de 15,5 %, avec une augmentation de la résistance d'environ 30 % et une ductilité doublée par rapport à l'état brut d'impression. En termes de résistance à la corrosion, le taux de corrosion de cet alliage dans des tests en eau salée n'est que de 0,105 mm par an, ce qui est nettement supérieur à celui des aciers inoxydables commerciaux standards. Le mécanisme clé de cette amélioration des performances réside dans la formation d'un réseau de particules nanométriques à l'intérieur du matériau. Pendant le court traitement thermique suivant l'impression 3D, des particules denses de cuivre et de phases nickel-aluminium se forment à l'intérieur du métal. Ces particules peuvent ancrer les défauts structurels et empêcher la propagation des fissures lorsqu'elles sont soumises à des contraintes. Parallèlement, la phase austénitique interne peut absorber l'énergie par déformation, jouant un rôle d'amortisseur et empêchant la rupture fragile soudaine du matériau.

En matière de résistance à la rouille, cette formule résout efficacement le problème de corrosion causé par l'appauvrissement en chrome dans les alliages haute résistance traditionnels. Étant donné que les nanoparticules de cuivre repoussent les éléments de chrome lors de leur formation, elles forcent une distribution uniforme du chrome dans la matrice, créant ainsi une couche passive plus stable. Bien que cette méthode réduise considérablement le coût des matériaux et optimise l'efficacité de production, les chercheurs soulignent que, en raison des importantes variations des taux de refroidissement entre les différents procédés d'impression 3D, les ensembles de données associés sont fortement spécifiques au procédé. Cette étude offre une feuille de route scientifique claire pour que l'industrie s'affranchisse de la dépendance aux expériences traditionnelles et conçoive rapidement des composants métalliques haute performance sur mesure.

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