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THÈSE - FRAGILISATION PAR L’HYDROGENE DE L’ACIER INOXYDABLE AUSTENO - FERRITIQUE Z2CND22 05 - ROLE DE LA MICROSTRUCTURE

FRAGILISATION PAR L’HYDROGENE
ECOLE CENTRALE PARIS
MEMOIRE DE THESE
Présenté par Francesco Iacoviello
pour l’obtention du grade de docteur
FORMATION DOCTORALE : Métallurgie - Corrosion
LABORATORIE D’ACCUEIL :
CORROSION - FRAGILISATION - HYDROGENE (ECP)
SUJET :
FRAGILISATION PAR L’HYDROGENE DE L’ACIER
INOXYDABLE AUSTENO - FERRITIQUE Z2CND22 05 -
ROLE DE LA MICROSTRUCTURE


Table des Matières
Introduction

Chapitre I : Etudes bibliographiques.

I.1 • Introduction.
I.2 • Résistance à la corrosion des aciers inoxydables austéno-ferritiques : exemples d'application.
I.2.1 • Résistance à la corrosion sous contrainte.
I.2.2 • Résistance à la corrosion par piqûres.
I.3 • Microstructure et propriétés mécaniques des aciers inoxydables austéno-ferritiques.
I.3.1 • Diagrammes d’équilibre.
I.3.2 • Microstructures.
I.3.3 • Vieillissement “à 475°C”.
I.3.4 • Propriétés mécaniques des aciers inoxydables austéno-ferritiques.
I.4 • Résistance à la corrosion des aciers inoxydables austéno-ferritiques.
I.4.1 • Corrosion généralisé, par piqûration et caverneuse.
I.4.2 • Résistance à la corrosion intergranulaire.
I.4.3 • Résistance à la corrosion par piqûres et crevasses.
I.4.4 • Résistance à la corrosion sous contrainte.
I.5 • Mécanismes possibles de l’effet fragilisant de l’hydrogène.
I.5.1 • Mécanismes de fragilisation.
I.5.2 • Mécanismes de piègeage.
I.6 • Propagation des fissures de fatigue.
I.6.1 • Introduction.
I.6.2 • Rupture par fatigue : rappel de la mécanique de la rupture.
I.6.3 • Rupture par fatigue : différentes modélisations et quantifications.
I.6.4 • Modéles basés sur la théorie des dislocations.
I.7 • Propagation d’une fissure par fatigue-corrosion.
I.7.1 • Introduction.
I.7.2 • Amorçage des fissures en fatigue-corrosion.
I.7.3 • Propagation des fissures en fatigue-corrosion.
I.7.4 • Modélisations.
I.7.4.1 • Introduction.
I.7.4.2 • Modèle de superposition.
I.7.4.3 • Le modèle de compétition.
I.7.4.4 • Autres modèles.
I.7.4.5 • Modèles quantitatifs de la fragilisation par hydrogène ( F.P.H. ).
 I.7.4.6 • Théories de la propagation de fissures en fatiguecorrosion.
I.7.5 • Effets des paramètres mécaniques, métallurgiques et électro - chimiques en fatigue-corrosion.
I.7.5.1 • Paramètres mécaniques.
I.7.5.1a • Fréquence de sollicitation.
I.7.5.1b • Forme du cycle de sollicitation.
I.7.5.1c • Rapport de charge R.
I.7.5.1d • Nature du milieu agressif.
I.7.5.2 • Influence de la température.
I.7.5.3 • Paramètres électrochimiques.
I.8 • Synthèse de l’étude bibliographique sur la fatigue-corrosion.

Chapitre II : Procédures expérimentales.

II.1 • Matériaux.
II.1.1 • Acier duplex considéré pour les essais de traction et pour les dégazages (A1).
II.1.2 • Acier duplex considéré pour les essais de fatigue (A2).
II.1.3 • Traitement thermiques.
II.2 • Essais de traction.
II.3 • Chargement cathodique.
II.3.1 • Chargement cathodique en solution aqueuse à la température ambiante.
II.3.2 • Chargement en sels fondus à 200 ou 300°C.
II.4 • Dégazage à 600°C.
II.5 • Mesure du coefficient de diffusion de l’hydrogène.
II.6 • Mesure de l’énergie d’activation des pièges dans l’aciers duplex
Z2CND22 05 à l’état de livraison.
II.7 • Essais de fatigue.
II.7.1 • Rappels.
II.7.2 • Méthode de mesure de la vitesse de propagation d’une fissure.
II.8 • Conditions d’essais.

Chapitre III : Résultats expérimentaux.

III.1 • Introduction.
III.2 • Hydrogénation de l’acier duplex Z2CND22 05 en solution aqueuse.
III.2.1 • Chargement en solution aqueuse à la temperature ambiante : Résultats d’essais de traction.
III.2.2 • Synthèse et discussion des résultats.
III.3 • Choix des conditions de chargement en bain de sels fondus à haute température.
III.3.1 • Courbes de polarisation cathodique à 200 et 300°C.
III.3.2 • Influence de la durée de chargement sur les résultats des essais de traction à vitesse lente de déformation.
III.3.3 • Synthèse et résultats.
III.4 • Diffusion de l’hydrogène.
III.4.1 • Synthèse et discussion des résultats.
III.5 • Détermination de l’énergie d’activation des pièges dans l’acier duplex à l’état de livraison.
III.5.1 • Synthèse et discussion des résultats.
III.6 • Influence de la microstructure sur la quantité d’hydrogène absorbé.
III.6.1 • Synthèse et discussion des résultats.
III.7 • Influence de la microstructure sur la fragilisation de l’acier duplex Z2CND22 05.
 III.7.1• Synthèse et discussion des résultats.
III.8 • Influence de la microstructure sur la fragilisation par l’hydrogène de l’acier duplex Z2CND22 05.
III.8.1• Synthèse et discussion des résultats.
III.9 • Restauration des propriétés mécaniques de l’acier duplex Z2CND22 après fragilisation.
III.9.1• Synthèse et discussion des résultats.
III.10 • Fissuration par fatigue de l’acier austéno-ferritique Z2CND22 05 à l’air.
III.10.1• Synthèse et discussion des résultats.
III.11 • Fissuration par fatigue de l’acier austéno-ferritique Z2CND22 05 en cours de chargement en hydrogène.
III.11.1• Présentation des résultats expérimentaux.
III.11.2• Synthèse et discussion des résultats.

Chapitre IV : Conclusion générale.

Bibliographie
Annexe I 


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Ditulis oleh: younes younes - mardi 28 août 2012

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