Comportement et endommagement des aciers austeno-ferritiques vieillis : une approche micromecanique

par STEPHANE BUGAT

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de André Pineau.

Soutenue en 2000

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    Les aciers austeno-ferritiques, utilises dans le circuit primaire des reacteurs a eau pressurisee, subissent aux conditions de service un vieillissement thermique qui conduit a une chute importante de leurs proprietes mecaniques. Les etudes recentes ont montre que l'endommagement de ces aciers vieillis se caracterise par l'apparition de fissures de clivage dans la phase ferritique. Cet endommagement se revele anisotrope et fortement heterogene. L'objectif de cette etude est de determiner l'origine de cette heterogeneite, et modeliser le comportement et l'endommagement de ces aciers. La premiere partie est consacree a la caracterisation morphologique des aciers. La correspondance entre morphologie et microstructure est etudiee grace a la technique ebsd. Trois echelles de microstructure sont degagees : l'echelle des lattes (10 microns), l'echelle du bicristal (1 mm), l'echelle du polybicristal (1 cm). Le modele micromecanique de comportement, developpe en seconde partie, s'appuie sur la modelisation de chacune des trois echelles de microstructure via des modeles d'homogeneisation. Il est optimise sur des essais mecaniques, et permet d'estimer les champs de contraintes et de deformations moyens pour chaque phase. Des essais micromecaniques, effectues sur des eprouvettes de traction in-situ, sont presentes dans une troisieme partie. Ils permettent de caracteriser l'apparition de l'endommagement a l'echelle du bicristal. Dans la derniere partie, un modele d'endommagement est construit. Il se caracterise par une loi de germination des fissures de clivage pour le bicristal, qui utilise les observations et les variables du modele micromecanique de comportement. Puis, cette loi est couplee avec le comportement du bicristal. Enfin, un modele de coalescence permet de definir un critere de rupture. Ce modele d'endommagement est finalement utilise pour prevoir les effets d'echelle, ou simuler les essais de traction in-situ.

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Informations

  • Détails : 286 p.
  • Annexes : 141 ref.

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