Thèse soutenue

Effets des contraintes et de la déformation plastique sur la cinétique d'oxydation d'alliages de nickel
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Hu Chen
Direction : Philippe Marcus
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 19/12/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Physico-Chimie des Surfaces (PCS)
Etablissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1794-1985)
Jury : Président / Présidente : Bernard Normand
Examinateurs / Examinatrices : Catherine Guerre, Isabelle Aubert
Rapporteurs / Rapporteuses : Krzysztof Wolski

Résumé

FR  |  
EN

L’alliage 600 est un alliage base nickel (Ni-Cr16-Fe8) utilisé dans les générateurs de vapeur (GV) et les pénétrations en fond de cuve (PFC) des réacteurs à eau sous pression (REP). Le retour expérimental en conditions réelles et au laboratoire a montré une sensibilité à la corrosion sous contrainte (CSC) de cet alliage en milieu primaire hydrogéné.Des études antérieures ont permis de développer un modèle local afin de prédire la cinétique de fissuration du matériau, dans lequel les paramètres influençant le temps d’amorçage des fissures tels que les paramètres métallurgiques (microstructure et précipitation intergranulaire) et les paramètres environnementaux (température et teneur d’hydrogène dissous) sont pris en compte pour estimer la cinétique d’oxydation intergranulaire. Cependant, les contraintes mécaniques et les déformations plastiques résiduelles induites à la surface des composants sont négligées alors qu’elles sont identifiées comme pouvant impacter significativement la cinétique de croissance de l’oxyde.Ces travaux de thèse ont pour objectif de quantifier l’effet des contraintes et de la déformation plastique sur la cinétique de croissance de la couche d’oxyde dans la phase d’incubation de la CSC des alliages de nickel. La réalisation d’essais d’oxydation sous contrainte, et la méthodologie d’analyse mise en place (mesure MEB et profils ToF-SIMS), incluant le traitement des données obtenues, a permis de prévoir la nature, la composition et la vitesse de croissance des oxydes en surface ainsi que les pénétrations intergranulaires en présence d’une contrainte/déformation appliquée au matériau.A partir des tests d’oxydation sous contrainte réalisés, nous avons pu observer un effet très marqué d’une déformation élastique sur la cinétique d’oxydation intergranulaire. De même, une forte déformation plastique (>10%) augmente significativement la cinétique d’oxydation intergranulaire. L’effet d’une faible déformation plastique (<5%) est par contre nettement moins marqué. La cinétique d’oxydation est affectée par la concentration des contraintes locales et la déformation plastique modifie l’énergie d’activation en baissant la barrière d’activation de la réaction d’oxydation. Le signe des contraintes (tension/compression) sur la cinétique d’oxydation semble peu marqué.