Corrosion sous contrainte de mono et polycristaux d'aciers inoxydables austenitiques en milieu MgCl2 : analyse microfractographique et recherche d'améliorations du comportement - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1997

Stress corrosion of mono and polycrystals of austenitic stainless steels in MgCl2 medium : microfractographic analysis and search for behavioral improvements

Corrosion sous contrainte de mono et polycristaux d'aciers inoxydables austenitiques en milieu MgCl2 : analyse microfractographique et recherche d'améliorations du comportement

Résumé

Austenitic stainless steels, ductile in air, present in a chloride medium hot a macroscopically fragile rupture, discontinuous and composed of crystallographic facets. The interpretation of the crystallographic nature of these facies is one of the keys to understanding stress corrosion damage mechanisms (csc). Also the first objective is to study in detail the microfractography on monolayers and polycrystals of type 316l steels solicited in mgcl # 2 medium at 117c free potential (= 4.10 # - # 7 s # - # 1). Two major types of fracture are observed: a very fragile rupture which underlines the possibility of the weakening of the interatomic bonds by the corrosive medium and a discontinuous fracture at the micron scale on the sliding planes, representative of the fractography observed on polycrystals. and that is in good agreement with the corrosion enhanced plasticity model. From the ideas of this model, the second objective of this work is the search for a parade to the CSC through a precracking before csc. Two types of pre-hardening are tested. The negative role of a monotonous deformation precoat is reaffirmed: the first cracks start very early and the speed of crack propagation is increased. This is explained by the corrosion enhanced plasticity model, through the intensification of local corrosion-deformation interactions. On the other hand, cyclic pre-quenching is particularly beneficial. The first microcracks begin much later and the stress levels at break are increased. The delay of the initiation of the first cracks is explained by a very homogeneous surface deformation structure which opposes a strong localization of the anodic dissolution. Finally, the dislocation structure created in saturation fatigue is a low energy planar structure that minimizes the corrosion-deformation interactions at the origin of the microcracking.
Les aciers inoxydables austénitiques, ductiles à l'air, présentent en milieu chlorure à chaud une rupture macroscopiquement fragile, discontinue et composée de facettes cristallographiques. L'interprétation du caractère cristallographique de ces facies constitue une des clés de la compréhension des mécanismes d'endommagement en corrosion sous contrainte (csc). Aussi le premier objectif est d'étudier en détails la microfractographie sur mono et polycristaux d'aciers de type 316l sollicites en milieu mgcl#2 a 117c a potentiel libre ( = 4.10#-#7 s#-#1). Deux grands types de rupture sont observés : une rupture très fragile qui souligne la possibilité de l'affaiblissement des liaisons interatomiques par le milieu corrosif et une rupture discontinue à l'échelle du micron sur les plans de glissement, représentative de la fractographie observée sur polycristaux et qui est en bon accord avec le corrosion enhanced plasticity model. A partir des idées de ce modèle, le deuxième objectif de ce travail est la recherche d'une parade a la csc par le biais d'un préécrouissage avant csc. Deux types de préécrouissage sont testes. Le rôle négatif d'un préécrouissage en déformation monotone est réaffirmé : les premières fissures s'amorcent très tôt et la vitesse de propagation des fissures est augmentée. Ceci s'explique par le corrosion enhanced plasticity model, au travers de l'intensification des interactions corrosion-déformation locales. A l'inverse, un préécrouissage cyclique est particulièrement bénéfique. Les premières microfissures s'amorcent beaucoup plus tard et les niveaux de contrainte a rupture sont augmentés. Le retard de l'amorçage des premières fissures s'explique par une structure de déformation de surface très homogène qui s'oppose à une forte localisation de la dissolution anodique. Enfin la structure de dislocations créée en fatigue à saturation est une structure planaire de basse énergie qui minimise les interactions corrosion-déformation a l'origine de la microfissuration.
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Citer

Agnès Chambreuil-Paret. Corrosion sous contrainte de mono et polycristaux d'aciers inoxydables austenitiques en milieu MgCl2 : analyse microfractographique et recherche d'améliorations du comportement . Sciences de l'ingénieur [physics]. Ecole nationale superieure des Mines de Saint-Etienne, 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01774219⟩
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