L’interaction entre l’hydrogène et les mécanismes élémentaires de la plasticité cristalline représente un enjeu majeur pour la compréhension des phénomènes de fragilisation des matériaux métalliques. Malgré des avancées significatives, les effets couplés de l’hydrogène sur l’écrouissage, la viscoplasticité et l’évolution microstructurale à différentes échelles demeurent insuffisamment élucidés [1]. C’est ainsi que ce travail expérimental, s’inscrivant dans le cadre du PEPR-H2 et du projet Hyperstock, vise à explorer les interactions hydrogène-plasticité tant au niveau macroscopique que mésoscopique.

Afin de caractériser l’influence de l’hydrogène sur les propriétés mécaniques de l’acier ferrito-perlitique, des essais de traction ont été menés à l’air et sous chargement cathodique in situ, dans une solution aqueuse contenant 3,5 % en masse de NaCl. Dans un second temps, des essais de fatigue oligocyclique à déformation imposée (R = –1), également réalisés à l’air et sous polarisation cathodique in situ, ont permis d’évaluer l’impact potentiel de l’hydrogène sur le comportement cyclique du matériau. Des essais de traction sur éprouvettes plates en fer pur Armco (matériau modèle) ont été réalisés à l’air et sous chargement cathodique in situ, en s’interrompant à différents niveaux d’écrouissage. La localisation de la déformation induite par l’hydrogène dans le fer pur Armco a été caractérisée à l’aide de techniques combinées d’AFM et d’EBSD.

Les premiers résultats indiquent que l’hydrogène réduit significativement la durée de vie en fatigue oligocyclique, avec un effet d’autant plus marqué que l’amplitude de déformation cyclique imposée est élevée.

[1]      H. Yu, A. Díaz, X. Lu, B. Sun, Y. Ding, M. Koyama, J. He, X. Zhou, A. Oudriss, X. Feaugas, Z. Zhang, Hydrogen Embrittlement as a Conspicuous Material Challenge─Comprehensive Review and Future Directions, Chem. Rev. 124 (2024) 6271–6392. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00624.