Author: Yvon NORMAINPublisher:
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Languages : fr
Pages : 294
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Influence de l'état structural d'un acier inoxydable austénitique instable sur la fragilisation par l'hydrogène et la corrosion sous contrainte
Author: Yvon NORMAINFragilisation par l'hydrogène et corrosion sous contrainte d'alliages de nickel et d'un acier inoxydable utilisés dans les générateurs de vapeur
Author: Iva LenartovaPublisher:
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Languages : fr
Pages : 133
Book Description
Ce travail est basé sur une étude de l'influence de la composition chimique et de la microstructure sur la corrosion sous contrainte du coté secondaire dans les générateurs de vapeur horizontaux, et la fragilisation par l'hydrogène de structures austénitiques utilisées pour cet usage. Les matériaux étudiés sont des alliages a base de nickel (inconel 600, 690, incoloy 800) et l'acier inoxydable austénitique aisi 321, a des teneurs comprises entre 10 et 75% pour le nickel et entre 17 et 29% pour le chrome, à l'état soit hypertrempé et revenu avec précipitation inter granulaire de carbures m#2#3c#6, soit hypertrempe avec des précipités intragranulaires. La corrosion sous contrainte a été étudiée par traction lente dans un autoclave a 300°C, avec une vitesse de déformation =1,3.10#-#7s#-#1. La fragilisation par l'hydrogène a été effectuée par traction lente (=1,5.10#-#6s#-#1) à la température ambiante après chargement cathodique a 300°C dans un bain de sels fondus, pendant des durées comprises entre 5 et 48 heures. les résultats obtenus ont permis d'établir les conclusions suivantes: 1) l'inconel 600 et l'acier aisi 321 a l'état de livraison (conditions d'usage habituelles) sont très sensibles à la corrosion sous contrainte (i#c#s#c>90%). la rupture observée est de type intergranulaire pour l'inconel 600 et transgranulaire pour l'acier aisi 321. par contre, l'inconel 690 et l'incoloy 800 a l'état de livraison sont insensibles a la corrosion sous contrainte dans les conditions expérimentales utilisées. 2) la fragilisation par l'hydrogène a été mise en évidence dans le cas des alliages inconel 600, 690 (65 a 71%) et l'acier aisi 321 (8 a 30%), a l'état hypertrempe et revenu. pour tous ces matériaux, la rupture était de type intergranulaire fragile. l'alliage 600 conserve une sensibilité a la fragilisation par l'hydrogène aussi a l'état sans précipités aux joints de grains (23-25%), en revanche l'alliage 690 et l'acier aisi 321 a l'état hypertrempe sont insensible a la fragilisation par l'hydrogène. l'incoloy 800 n'est pas fragilise par l'hydrogène, ni a l'état hypertrempe ni a l'état hypertrempe et revenu. 3) la fragilisation par l'hydrogène des alliages 600 et 690 possède un caractère pseudo-réversible avec possibilité de récupérer la ductilité en absence d'hydrogène, mais pas les valeurs initiales de la limite d'élasticité et de la résistance a la rupture
Fragilisation par l'hydrogène de l'acier inoxydable austéno-ferritique Z2CND22 05
Author: Francesco IacovielloPublisher:
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Languages : fr
Pages : 135
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Les aciers inoxydables austéno-ferritiques sont caractérisés par des propriétés mécaniques élevées et par une bonne résistance à la corrosion, notamment à la corrosion sous contrainte et par piquration. En revanche, leur structure duplex montre une sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène. Parmi les aciers inoxydables austéno-ferritiques, la nuance z2cnd22 05 s'est progressivement imposée comme nuance de base et elle est la plus répandue des nuances austéno-ferritiques actuellement utilisées. dans cette étude, nous avons analysé le comportement mécanique en traction et la cinétique de fissuration par fatigue de l'acier inoxydable austéno-ferritique z2cnd22 05, chargé ou non en hydrogène après différents traitements thermiques de revenu. Les températures et les durées des traitements thermiques de revenu ont été choisies avec la double finalité de fournir une caractérisation la plus complète possible de l'influence de toutes les phases secondaires, carbures et nitrures et, en plus, d'analyser d'une façon plus approfondie les températures critiques connues par la bibliographie et les résultats des essais de traction. De plus, nous avons perfectionné une technique d'évaluation du coefficient de diffusion, solution alternative à la mesure par perméation. Par ailleurs, nous avons utilisé la technique de l'analyse thermique pour mesurer l'énergie d'activation des pièges présents dans l'acier à l'état de livraison. Les résultats obtenus permettent d'établir les conclusions suivantes : - les joints de grains et les dislocations ont une influence négligeable sur le processus de diffusion de l'hydrogène - la quantité d'hydrogène absorbé dépend de la microstructure : la présence d'autres phases secondaires, carbures et nitrures dans la ferrite diminue fortement cette quantité. Cette diminution est probablement due a une variation de la solubilité et de la diffusivité de l'hydrogène - le chargement en hydrogène de l'acier duplex implique une forte diminution de #m% pour toutes les températures de revenu, sauf a 1050c ou la densité des dislocations est très basse et toutes les phases secondaires, carbures et nitrures, sont dissoutes. - le chargement en hydrogène de l'acier duplex n'induit pas de variation de r#e, tandis que la diminution de r#m dépend de la microstructure. l'indice fragilisation f permet de mettre en évidence l'influence positive de la décomposition spinodale et de la précipitation de la phase G. l'utilisation de l'indice de fragilisation % permet de montrer que la précipitation de la phase implique une fragilisation par l'hydrogène plus élevée, malgré des quantités inferieures d'hydrogène absorbe - l'acier duplex a l'état de livraison, charge en hydrogène, présente la possibilité de récupérer complètement ses propriétés mécaniques grâce a un traitement thermique de revenu à basse température (
Influence de l'état mécanique de la surface d'un acier inoxydable austénitique sur sa susceptibilité à la corrosion sous contrainte
Author: Chedly BrahamApproche expérimentale de la fragilisation par l'hydrogène d'aciers austénoferritiques en cours de corrosion sous contrainte
Author: Jean-Pierre BizouardPublisher:
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Languages : fr
Pages : 108
Book Description
La fissuration par corrosion sous contrainte des aciers inoxydables austéno-ferritiques présente des caractères très particuliers dûs à la structure composite de ces alliages. Les deux phases possèdent des propriétés mécaniques et électrochimiques assez différentes, mais elles sont liées par un couplage à la fois mécanique et électrochimique, si bien que les propriétés de l'agrégat ne sont pas la simple somme des propriétés de chacune d'entre elles et résultent autant de leurs interactions. L'objectif du travail présenté est de proposer de nouvelles techniques d'études du rôle de la dépassivation mécanique et de la repassivation sur l'entrée de l'hydrogène dans la phase ferritique et son interaction avec le mode de déformation de la phase ferritique. La première partie de la thèse porte sur la réactivité de l'H2S sur une surface métallique dépassivée, et cela en milieux aqueux à température ambiante. Dans cette partie on a mis en oeuvre des techniques classiques de la cinétique électrochimique et effectué des analyses de surfaces. Puis cette étude a été étendue afin de clarifier la part prise par la dissolution anodique et la fragilisation par l'hydrogène lors d'une séquence de dépassivation-repassivation. Dans la seconde partie de la thèse, afin d'étudier simultanément la part prise par les deux réactions élémentaires (anodique et cathodique) en fonction de l'état chimique de la surface métallique (passivée ou dépassivée), une technique dérivée de la méthode dite de perméation a été développée. L'originalité du dispositif repose dans l'instrumentation dont est équipée la demi-cellule en milieu corrosif : -système de dépassivation mécanique ; - mesure d'impédance permettant de suivre in-situ l'évolution de la surface. Enfin, dans une troisième partie, l'effet de l'hydrogène sur les propriétés mécaniques a été étudié. Celui-ci est un autre facteur important à considérer, car la phase ferritique, cubique centrée, est beaucoup plus sensible à la fragilisation par l'hydrogène que la phase austénitique, en général peu sensible, ce qui rend la prévision délicate du comportement de l'acier bi-phase. Dans cette troisième partie de la thèse des essais de chargement cathodique conventionnel ont été effectués afin d'étudier l'interaction maclage mécanique-fragilisation. Il est apparu qu'il n'existait aucune interaction qui pourrait être prise en compte lors de la fissuration.
Fragilisation des aciers inoxydables austénitiques sous irradiation
Author: Morgane Le MillierPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette étude porte sur l'évolution de la microstructure des aciers inoxydables austénitiques sous irradiation et les conséquences de cette évolution sur leur comportement en milieu REP. Un acier 304L a été irradié aux protons à 360°C à 5 et 10 dpa. Suite à ces irradiations, la sensibilité du matériau à l'IASCC a été étudiée en milieu primaire simulé à 350°C, avec suivi par microextensométrie des champs locaux de déformation. Parallèlement à ce travail, des lames minces ont été irradiées in situ aux ions Ni++ à 500°C jusqu'à 2 dpa avec implantation simultanée d'hélium. Ces expérimentations nous ont permis (i) grâce au couplage microstructure /champs mécaniques /fissuration de mieux comprendre les paramètres responsables de l'amorçage de l'IASCC en milieu réducteur (ii) de définir le rôle joué par l'hélium sur l'évolution des défauts d'irradiation. Il s'avère que, dans les conditions d'étude, l'implantation d'hélium n'a qu'un effet limité sur les populations de boucles de dislocation et de cavités pour des rapports inférieurs à 800 appm He/dpa. Des cavités ont été observées avec et sans implantation d'hélium, y compris dans les joints de grains ce qui pourrait être un facteur de fragilisation. L'ensemble des essais de corrosion sous contrainte ont validé que la densité de fissures augmente avec l'augmentation du taux de déformation et qu'un chargement séquentiel conduit à une plus grande ouverture et propagation en surface des fissures. Ces fissures se propagent en profondeur dans la couche irradiée notamment du fait de la surcontrainte générée par le fort gradient de propriétés entre la zone irradiée et non irradiée du matériau. Les mécanismes de déformation activés sont complexes et du maclage a été observé après 2 et 10% de déformation macroscopique. La déformation après irradiation est fortement localisée sous forme de bandes intragranulaires et autour de certains joints de grains, mais la déformation de ces joints ne semble pas constituer un critère d'amorçage. L'absence de transmission de la déformation de part et d'autre des joints fissurés est par contre systématiquement observée et la connaissance de l'état de contrainte local s'avère indispensable pour décrire l'amorçage de l'IASCC en milieu réducteur. Une méthodologie basée sur l'exploitation des résultats expérimentaux (champs d'orientation cristallographique, champs cinématique) appliquée à une simulation aux éléments finis permet d'estimer l'état local de contrainte, seul à même de discriminer un critère d'ouverture de fissure.
Fragilisation des aciers par l’hydrogène : étude et prévention
Author: Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
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Languages : fr
Pages : 24
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INFLUENCE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE ET DE LA MICROSTRUCTURE SUR LE DEGAZAGE DE L'HYDROGENE DES ACIERS INOXYDABLES AUSTENITIQUES DESTINES A L'ULTRAVIDE
Author: MARIE-PIERRE.. REINERTPublisher:
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Languages : fr
Pages : 174
Book Description
DANS LES INSTALLATIONS METALLIQUES SOUS ULTRAVIDE, L'HYDROGENE EST LE PRINCIPAL CONSTITUANT DE L'ATMOSPHERE RESIDUELLE. LE FLUX DE DEGAZAGE D'UNE TOLE EN ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE, MATERIAU FREQUEMMENT UTILISE EN TECHNOLOGIE DU VIDE, APRES UN ETUVAGE SOUS VIDE, EST TYPIQUEMENT DE QUELQUES 10#-#1#2 TORR.1/CM#2.S, ET EST CONSTITUE PRINCIPALEMENT D'HYDROGENE. DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE, UN APPAREILLAGE DE THERMODESORPTION SOUS ULTRAVIDE A ETE CONCU ET MIS AU POINT POUR ETUDIER LES PHENOMENES D'ADSORPTION, DE DIFFUSION ET DE PIEGEAGE DE L'HYDROGENE RESIDUEL DANS LES ACIERS INOXYDABLES AUSTENITIQUES. DIFFERENTS ACIERS ONT ETE ETUDIES: L'ACIER 316L (AVEC TROIS MODES D'ELABORATION DIFFERENTS), L'ACIER 316LN ET D'AUTRES ACIERS STABILISES AU TITANE OU AU NIOBIUM. LA MICROSTRUCTURE ET LA COUCHE D'OXYDE DE CES ACIERS ONT ETE CARACTERISEES A L'ETAT DE RECEPTION ET PENDANT LES CYCLES DE THERMODESORPTION. PENDANT UN CYCLE DE THERMODESORPTION, LES PRINCIPALES ESPECES DESORBEES SONT: H#2, H#2O, CO, CO#2, N#2 ET CH#4. POUR L'HYDROGENE, PLUSIEURS PICS DE DESORPTION ONT ETE IDENTIFIES: LE PREMIER PROVENANT D'UNE PREMIERE REDUCTION DE LA COUCHE D'OXYDE, LE DEUXIEME DE LA DIFFUSION DE L'HYDROGENE (LE COEFFICIENT DE DIFFUSION OBTENU EST D#(#C#M2/#S#)=2,2.10#-#3EXP(-0.49/KT)), LE TROISIEME DU DEPIEGEAGE DE L'HYDROGENE DES PRECIPITES CONTENUS DANS LE VOLUME DU METAL ET LE DERNIER D'UNE SECONDE REDUCTION DE LA COUCHE D'OXYDE. DES SIMULATIONS INFORMATIQUES DES COURBES DE THERMODESORPTION ONT ETE EFFECTUEES. POUR UN MEME MODE D'ELABORATION, LA COMPOSITION CHIMIQUE DES ACIERS N'INFLUENCE PAS NOTABLEMENT LES QUANTITES D'HYDROGENE DESORBE ALORS QUE, POUR UNE MEME COMPOSITION CHIMIQUE, L'ELABORATION DE L'ACIER AVEC REFUSION SOUS LAITIER LES REDUIT CONSIDERABLEMENT PAR RAPPORT AUX AUTRES MODES D'ELABORATION (ELABORATION AVEC AFFINAGE EN POCHE OU ELABORATION SOUS VIDE). CEPENDANT, LES QUANTITES D'HYDROGENE CONTENU DANS LES ACIERS A L'ETAT DE RECEPTION SONT IMPORTANTES POUR DES UTILISATIONS ULTRAVIDE (D'ENVIRON 1 A 5 PPM POIDS DANS LES ACIERS ANALYSES), ET DES TRAITEMENTS ULTERIEURS SONT NECESSAIRES POUR OBTENIR DE FAIBLES FLUX DE DEGAZAGE A TEMPERATURE AMBIANTE. PLUSIEURS METHODES UTILISEES POUR REDUIRE LE DEGAZAGE DE L'HYDROGENE A TEMPERATURE AMBIANTE ONT ETE ANALYSEES ET DISCUTEES. LORS D'UN ETUVAGE A L'AIR (450C) UNE GRANDE PARTIE DE L'HYDROGENE DIFFUSIBLE EST PIEGEE DANS LA COUCHE D'OXYDE. UN ETUVAGE SOUS VIDE A MOYENNE TEMPERATURE (300 - 500C) REDUIT LES QUANTITES D'HYDROGENE CONTENU DANS L'ACIER DE 70 A 80%, LE RESTE DE L'HYDROGENE ETANT PIEGE DANS LA COUCHE D'OXYDE. UN ETUVAGE SOUS VIDE A 950C PEUT REDUIRE L'HYDROGENE CONTENU DANS L'ACIER D'UN FACTEUR 200. SI CE DERNIER TRAITEMENT EST APPLIQUE SUR UN ACIER CONTENANT DES PRECIPITES INTRAGRANULAIRES A L'ETAT DE RECEPTION, QUI SERVIRONT DE PIEGES POUR L'HYDROGENE QUI RESTE ENCORE DANS L'ACIER APRES LE TRAITEMENT, ON DEVRAIT ABOUTIR A DES FLUX DE DEGAZAGE A TEMPERATURE AMBIANTE INFERIEURS A 10#-#1#4 TORR.1/CM#2.S, LIMITE OBTENUE POUR LES ACIERS INOXYDABLES AUSTENITIQUES UTILISES ACTUELLEMENT
Etude fractographique de la corrosion sous contrainte et de la fatigue-corrosion d'alliages austénitiques : incidence sur l'expertise et les mécanismes
Author: Emmanuel HermsPublisher:
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Languages : fr
Pages : 186
Book Description
Les aciers inoxydables austénitiques sont connus pour être susceptibles à un type de fissuration macroscopiquement fragile dans les situations de corrosion sous contrainte (CSC) et de fatigue-corrosion (FC) alors que ces mêmes alliages de structure cfc ne montrent pas de transition de ductilité au contraire des alliages cc. Cette thèse consiste, essentiellement sur la base de conditions d'essais liées aux cas de fissurations rencontrées dans l'industrie électronucléaire, en une étude fractographique à haute résolution et comparative des cas de CSC et FC. Les essais sont réalisés respectivement sur l'acier 316L en milieu acide borique concentré et sur l'alliage 600 en milieu primaire des Réacteurs à Eau sous Pression (REP) en autoclave à la température de 320ʻC. L'étude réalisée a comme premier objectif d'établir des critères fractographiques objectifs permettant de déterminer le type de sollicitation dans le cas général (application à l'expertise). Le second thème consiste à établir l'apport potentiel de l'analyse fractographique à l'étude des mécanismes de fissuration par corrosion sous contrainte/fatigue-corrosion et plus généralement l'apport potentiel de l'analyse fractographique à l'étude des mécanismes de fissuration macroscopiquement fragile des alliages cfc. L'analyse des fissures de CSC sous MET est commentée dans ce cadre. La fragilisation par l'hydrogène, hypothèse fréquemment avancée dans le cas des aciers inoxydables austénitiques, est ainsi analysée d'un point de vue fractographique suite à des essais de polarisation cathodique sur l'acier 316L en présence ou absence de contraintes externe. Cette étude se termine par une mise en perspective des différents modèles concernant l'origine des ruptures de type fragile sur les CSC.
Stress Corrosion Cracking of Austenitic Stainless Steel
Author: McIntyre R. LouthanPublisher:
ISBN:
Category : Austenite
Languages : en
Pages : 24
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