Rupture intergranulaire fragile d'un acier faiblement allie induite par la segregation d'impuretes aux joints de grains : influence de la microstructure

• Auteur / Autrice : STEPHANE RAOUL
• Direction : André Pineau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette etude contribue a la meilleure comprehension de la fragilisation intergranulaire induite par la segregation de phosphore aux anciens joints de grains austenitiques des aciers faiblement allies qui constituent les cuves des reacteurs nucleaires a eau sous pression. Une partie de cette etude est realisee sur un acier de nuance 16mnd5 presentant des heterogeneites de composition chimique (veines sombres) avec deux intensites. Des eprouvettes axisymetriques entaillees ont ete testees et des decohesions fragiles intergranulaires sont observees dans les veines sombres. Les sites d'amorcage de la rupture observes sur les surfaces de rupture sont des inclusions mns. Un modele probabiliste rend compte d'une statistique bimodale de la rupture qui s'explique par la double population d'intensites de veines sombres. Une etude metallurgique a ete menee sur la meme nuance d'acier pour etudier l'influence de la microstructure sur la susceptibilite a la fragilisation. Les proprietes de rupture fragile des microstructures obtenues par dilatometrie sont testees par des essais de resilience. Les fractions surfaciques des modes de rupture fragile ont ete mesurees sur les surfaces de rupture. Une transition de mode de rupture est observee avec la microstructure. Les microstructures de martensite revenue et de bainite inferieure presentent une plus grande sensibilite a la fragilisation intergranulaire par rapport a la bainite superieure. La rupture intergranulaire est le mode le plus fragile. La mesure des desorientations cristallines met en evidence une structure de joint sensiblement plus coherente dans les matrices de martensite revenue et de bainite inferieure. La densite des joints quelconques susceptibles de pieger le phosphore est plus grande dans la matrice de la bainite superieure ce qui contribue a la une diminution de la solubilite du phosphore dans cette microstructure. Des observations des microstructures montrent une difference de taille et de repartition des carbures, essentiellement de cementite, entre la martensite revenue et la bainite superieure qui rend compte d'une plus grande sensibilite au clivage de cette derniere.