Jonction 16mnd5-inconel 690-316ln par soudage-diffusion : elaboration et calcul des contraintes residuelles de procede

par MICHAEL MARTINEZ

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Georges Cailletaud.

Soutenue en 1999

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    Le soudage-diffusion est un procede de soudage a l'etat solide, la liaison se faisant par diffusion sous pression et temperature elevees. Il est ici applique a une soudure courante en milieu nucleaire, mais de realisation delicate : celle de l'acier de cuve 16mnd5 sur l'acier inoxydable 316ln. L'objectif de l'etude est d'une part d'elaborer et de caracteriser de telles jonctions et d'autre part de developper un outil de simulation permettant de prevoir les microstructures apres soudage ainsi que les contraintes residuelles de procede. L'etude a montre la necessite d'utiliser un materiau d'insert, le choix s'est porte sur l'inconel 690, pour eviter la carburation du 316ln, et de proceder a un traitement de trempe et de revenu sur les jonctions apres soudage, afin de restaurer la structure du 16mnd5. Les liaisons 16mnd5-inconel 690-316ln ont ete caracterisees metallurgiquement et mecaniquement. Afin de simuler les evolutions metallurgiques de nouveaux modules ont ete developpes dans castem 2000, le code aux elements finis du cea, concernant la diffusion du carbone sur l'interface 16mnd5-inconel 690, la croissance de grain austenitique et les transformations de phases dans le 16mnd5. Ces dernieres sont calculees selon une version modifiee du modele de waeckel, tenant notamment compte des effets taille de grain et concentration en carbone. L'effet de transformations sur le calcul mecanique est traduit par l'introduction d'un terme de plasticite de transformation et de dilatation metallurgique. Le comportement des materiaux est choisi viscoplastique et a ete identifie sur les trois materiaux entre 20 et 900\c. Il est tenu compte, quand il y a lieu, de la concentration en carbone et, pour le 16mnd5, de la composition en phases. Le resultat du calcul montre l'importance de premier ordre de la plasticite de transformation.

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  • Détails : 276 p.
  • Annexes : 157 ref.

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