Les effets de l’hydrogène et de l’azote sur le comportement mécanique de l’acier inoxydable austénitique

I.Hamdaoui¹, A. Oudriss¹, X. Feaugas¹

¹ La Rochelle University, LaSIE UMR CNRS 7356, Av. Michel Crépeau, 17042 La Rochelle, France

Les effets de l’hydrogène et de l’azote sur le comportement mécanique d’un acier inoxydable austénitique type AISI 316L ont été étudiés. Quatre nuances d’acier inoxydable austénitique avec différentes concentrations d’azote (de 0,013 à 0,18 wt%) ont été préchargés en hydrogène à environ 80 wppm par polarisation cathodique dans un électrolyte désaéré NaOH + NH₄SCN. Des éprouvettes de différentes épaisseurs (1 mm, 0,5 mm et 0,2 mm) ont été utilisées pour réaliser des essais de traction avec une vitesse de déformation de 3.10^-4 s^-1. Il a été observé que l'azote augmente la limite d'élasticité et la résistance à la traction. De plus, la contrainte de transition entre le stade I et le stade II d’écrouissage σ_II augmente avec la concentration d’azote raison de la stabilisation de la phase γ [1]. Pour l'éprouvette la plus fine chargée en hydrogène, la courbe contrainte-déformation montre une diminution de la ductilité et une augmentation de la résistance à la traction. Cependant, un effet moins prononcé a été observé pour les éprouvettes plus épaisses en raison de la faible pénétration de l'hydrogène. L’analyse fractographique a révélé la présence de rupture intergranulaire pour les éprouvettes chargées en hydrogène, ainsi que la formation de clusters de lacunes (nanovoids). L’effet combiné de l’azote et de l’hydrogène sur les éprouvettes de traction a également été étudié.

[1] C. Quitzke, C. Schroder, C. Ullrich, M. Mandel, L. Krüger, O. Volkova, M. Wendler, Evaluation of strain-induced martensite formation and mechanical properties in N-alloyed austenitic stainless steels by in situ tensile tests, Materials Science & Engineering A 808 (2021) 140930