Corrosion sous contrainte et fragilisation par hydrogène d’aciers inoxydables maraging à très haute résistance. Rôle des éléments de microstructure
E. Pejoine,1,2 F. Christien,1 S. Kalacska,1 L.H. Brassart,2 et Z. Obadia3
1 Mines Saint-Etienne, Univ Lyon, CNRS, UMR 5307 LGF, Centre SMS, 158 cours Fauriel 42023 Saint-Étienne, France
2 Aubert & Duval, Rue des Villas, 63770 Les Ancizes, France
3 Airbus Commercial Aircraft, 316 Route de Bayonne, Toulouse, France
En aéronautique, les phénomènes de corrosion sous contrainte (stress corrosion cracking, SCC) et de fragilisation par hydrogène (hydrogen embrittlement, HE) peuvent entraîner la dégradation des aciers inoxydables maraging en service. Ces aciers martensitiques durcis grâce à un traitement thermique dit de vieillissement, présentent une forte résistance mécanique et une microstructure complexe. L’objectif de cette thèse est de comprendre le rôle de cette microstructure face aux phénomènes de SCC et HE. Pour répondre à cet enjeu, la thèse s’appuie sur trois approches expérimentales :
- L’étude de l’effet de la microstructure sur le comportement en ténacité du matériau en milieu corrosif (par détermination du KISCC). Cette étude s’appuiera sur des essais de propagation de fissures, par la méthode RSL (Rising Step Load) en milieu NaCl, appliqués à différentes microstructures obtenues via différents traitements thermiques.
- La compréhension de l’influence de la microstructure sur la propagation des chemins de fissuration sous-critique. Il s’agira en particulier d’identifier les éléments influents sur les différents faciès de rupture obtenus (intergranulaire ou quasi-clivage). Le rôle des éléments d’alliages, notamment le carbone, sur les propriétés en propagation sera étudié de manière approfondie, via par exemple l’utilisation de coulées expérimentales.
- L’étude de la cinétique de repassivation après rupture mécanique de la couche passive, toujours en milieu NaCl. Cette étude sera menée par des essais de traction interrompus, avec suivi de potentiel ou de courant électrochimique.
Originalité de cette thèse
- Deux aciers maraging de dernière génération vont être étudiés dans différents états de vieillissement pour définir l’impact des éléments de la microstructure sur le développement des fissures sous SCC et HE.
- L’essai RSL est une alternative prometteuse aux essais traditionnels de traction à vitesse de déformation lente pour la mesure de la ténacité sous HE. Dans cette thèse, cette méthode, couplée à la caractérisation de la microstructure, sera développée pour comprendre la propagation d’une fissure.
- La cinétique de repassivation sur ces aciers inoxydables joue un rôle potentiellement important concernant la propagation de fissure à partir de la surface.
Références
[1] J. Bestautte, Influence de la microstructure sur la diffusion de l’hydrogène et la fragilisation par hydrogène des aciers maraging inoxydables aéronautiques, Thèse soutenue, Mines Saint-Etienne, 2022. http://www.theses.fr/s228803 (accessed July 19, 2022).
[2] A. Nazarov, V. Vivier, F. Vucko, D. Thierry, Effect of Tensile Stress on the Passivity Breakdown and Repassivation of AISI 304 Stainless Steel: A Scanning Kelvin Probe and Scanning Electrochemical Microscopy Study, J. Electrochem. Soc. 166 (2019) C3207. https://doi.org/10.1149/2.0251911jes
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