Impact de la fragilisation de l’hydrogène sur le comportement mécanique d’un acier martensitique et bainitique.

A. D’Orazio^1,*, A. Oudriss¹, J. Bouhattate¹, C. Berziou¹, G. Lotte¹, S. Cohendoz¹,
L. Leclair², B. Resiak², B. Cofino², X. Feaugas¹

⁽¹⁾ Université de la Rochelle, LaSIE UMR CNRS 7356, Avenue Michel Crépeau, 17042 La Rochelle, France

⁽²⁾ ArcelorMittal Maizières Research, Voie Romaine, 57280 Maizières-lès-Metz, France

^(*) alexia.d_orazio@univ-lr.fr

Résumé. L’impact de l’hydrogène sur le comportement mécanique d’un acier haute résistance a été étudié dans cette étude. Deux conditions ont été comparé : martensitique revenue obtenue après une trempe et un revenu, et bainitique obtenue après une trempe bainitique. Dans cet objectif, une caractérisation microstructurale (EBSD, DRX, MET) des deux structures différents (bainite et martensite revenue) pour une même composition chimique a été réalisé pour identifier les différents défauts qui peuvent affecter la solubilité de l’hydrogène et donc la fragilisation par l’hydrogène (FPH) [Frappart11, Creus16, Cupertino23]. Dans le même temps, le chargement par polarisation cathodique dans une solution d’acide sulfurique a été utilisé pour évaluer la solubilité de l’hydrogène, qui semble plus faible pour la bainite comparé à la martensite. Des éprouvettes chargées et non-chargées ont été tractionnées à quatre vitesses de déformation différentes (10^-3 à 10^-6 s^-1) pour décorréler l’influence de la vitesse de déformation et de l’hydrogène sur les propriétés mécaniques. Pour les grandes vitesses, les deux structures présentent la même sensibilité à la FPH mais des comportements opposés aux faibles vitesses. En effet, des ruptures fragiles ont été observés pour les éprouvettes martensitiques tandis que les ruptures restent ductiles pour la bainite. Les différences de comportement entre les deux structures seront discutées.

[Frappart11] S. Frappart, A. Oudriss, X. Feaugas, 2011. Hydrogen trapping in martensitic steel investigated using electrochemical permeation and thermal desorption spectroscopy. Scripta Materialia, vol. 65, no 10, p. 859-862.

[Creus16] J. Creus, A. Oudriss, R. Milet, C. Berziou, P. Girault, C. Rebere, S. Cohendoz, X. Feaugas, J.M. Sobrino, H. Morillot, 2016. Influence of baking time at different temperatures on the hydrogen embrittlement of quenched and tempered martensitic (QTM) steel. NACE - International Corrosion Conference Series, 3, pp. 2229-2240.

[Cupertino23] L. Cupertino Malheiros, A. Oudrissa, F. Thébault, M. Piette, X. Feaugas, 2023. Hydrogen diffusion and trapping in low alloy tempered martensitic steels. Metallurgical Transaction A. to be published.