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

par Agnès Chambreuil-Paret

Thèse de doctorat en Sciences et Génie des matériaux

Sous la direction de Thierry Magnin.

Soutenue en 1997

à Grenoble INPG , en partenariat avec École nationale supérieure des mines (Saint-Etienne ; 1816-....) (autre partenaire) .

mots clés

• Sciences appliquees
• Metaux, metallurgie
• Corrosion sous tension
• Monocristal
• Polycristal
• Acier inoxydable austenitique
• Magnesium chlorure
• Propagation fissure
• Mecanisme
• Surface rupture
• Mode rupture
• Modelisation
• Ecrouissage
• Amorcage fissure
• Vitesse propagation
• Stress corrosion
• Single crystal
• Polycrystal
• Austenitic stainless steel
• Magnesium chloride
• Crack propagation
• Mechanism
• Fracture surface
• Fracture mode
• Modeling
• Work hardening
• Crack initiation
• Propagation velocity

Résumé

Les aciers inoxydables austenitiques, ductiles a l'air, presentent en milieu chlorure a chaud une rupture macroscopiquement fragile, discontinue et composee de facettes cristallographiques. L'interpretation du caractere cristallographique de ces facies constitue une des cles de la comprehension des mecanismes d'endommagement en corrosion sous contrainte (csc). Aussi le premier objectif est d'etudier en details 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 observes : une rupture tres fragile qui souligne la possibilite de l'affaiblissement des liaisons interatomiques par le milieu corrosif et une rupture discontinue a l'echelle du micron sur les plans de glissement, representative de la fractographie observee sur polycristaux et qui est en bon accord avec le corrosion enhanced plasticity model. A partir des idees de ce modele, le deuxieme objectif de ce travail est la recherche d'une parade a la csc par le biais d'un preecrouissage avant csc. Deux types de preecrouissage sont testes. Le role negatif d'un preecrouissage en deformation monotone est reaffirme : les premieres fissures s'amorcent tres tot et la vitesse de propagation des fissures est augmentee. Ceci s'explique par le corrosion enhanced plasticity model, au travers de l'intensification des interactions corrosion-deformation locales. A l'inverse, un preecrouissage cyclique est particulierement benefique. Les premieres microfissures s'amorcent beaucoup plus tard et les niveaux de contrainte a rupture sont augmentes. Le retard de l'amorcage des premieres fissures s'explique par une structure de deformation de surface tres homogene qui s'oppose a une forte localisation de la dissolution anodique. Enfin la structure de dislocations creee en fatigue a saturation est une structure planaire de basse energie qui minimise les interactions corrosion-deformation a l'origine de la microfissuration.

Titre traduit

Stress corrosion cracking of single and polycrystals of austenitic stainless steels in 117c mgcl#2 : microfractographic analysis and research of improvement for scc resistance

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