Effet de l'hydrogène et des hydrures sur le comportement viscoplastique du zircaloy-4 recristallisé

par Nathalie Rupa

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques pour l'ingénieur

Sous la direction de

Soutenue en 2000

à Compiègne .


  • Résumé

    Le zircaloy-4 est le principal matériau des assemblages combustibles des Réacteurs à Eau sous Pression. En service comme lors de l'entreposage, l'intégrité de ces composants doit être garantie en dépit de la présence d'hydrogène (en solution dans la matrice de zirconium) et d'hydrures (qui précipitent lorsque la teneur en hydrogène dépasse la limite de solubilité). L'objectif de cette étude est de caractériser l'effet de l'hydrogène et des hydrures sur le comportement viscoplastique du zircaloy-4 recristallisé non irradié. La présence d'hydrogène en solution solide est à l'origine d'une diminution des caractéristiques mécaniques se traduisant par une accélération des cinétiques de fluage et une diminution des contraintes d'écoulement en traction. Cet adoucissement est particulièrement visible en conditions d'interactions dynamiques oxygène/dislocations (mises en évidence sur le matériau sans hydrogène). L'hypothèse avancée, consolidée par des résultats de simulation atomique, est que l'hydrogène facilite le mouvement des dislocations, en diminuant les effets d'ancrage par les interstitiels, et/ou en augmentant la mobilité intrinsèque des dislocations. L'effet des hydrures se traduit par un durcissement du matériau (ralentissement des cinétiques de fluage, augmentation des contraintes d'écoulement en traction et des contraintes relaxées) compensant l'adoucissement par l'hydrogène. Le mécanisme de durcissement provient d'une augmentation des contraintes internes, déterminées par des essais de charge-décharge. Pour les très faibles déformations plastiques, les hydrures constituent un obstacle au glissement des dislocations. Ils sont ensuite franchis (ce qui correspond à une saturation de la contrainte interne). Les observations MET, ainsi que des résultats obtenus sur le titane indiquent que les précipités subissent alors un mécanisme de déformation.


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Informations

  • Détails : 181 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.156-165

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2000 RUP 1272/1
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