Simulation numérique d'essais de susceptibilité à la fissuration à chaud pour évaluer des matériaux d'apport utilisés pour le soudage de l'acier 316L(N) dans les Sodium Fast Reactors
Résumé
Une des grandes familles de matériaux nucléaires est la famille des aciers inoxydables austénitiques, qui présentent une bonne ductilité et une bonne ténacité, un coefficient de dilatation thermique élevé et un coefficient de conductivité thermique plus faible que celui des aciers ferritiques ou martensitiques. La nuance à souder 316L(N) (X2CrNiMo17-12-2 à azote contrôlée) est le matériau évalué pour les structures telles que la cuve du futur réacteur SFR (Sodium Fast Reactors). Ce dernier est considéré en France comme la technologie la plus mature des différents systèmes envisagés pour Génération IV. Le code RCC-MRx, utilisé comme référentiel pour la fabrication du SFR (Sodium Fast Reactor concept), préconise l’utilisation de matériau d’apport à microstructure austénoferritique pour le soudage de l’acier 316L(N). Ces recommandations sont issues du retour d’expérience des réacteurs à neutrons rapides (Phenix et superphenix). En vue de garantirles propriétés à long terme à haute température (550 °C), deux types de matériaux d’apport sont évalués dont un à microstructure austénoferritique et l’autre à microstructure austénitique. Cependant, ces matériaux sont sensibles à la fissuration à chaud, une étude est menée pour s’assurer de leurs soudabilités opératoire et métallurgique et consolider notre connaissance à ce sujet. L’objet de cette présentation concerne l’évaluation de la susceptibilité à la fissuration à chaud des matériaux, la méthodologie appliquée pour définir un critère dit « laboratoire » et son transfert vers un essai structure. La susceptibilité relative à la fissuration à chaud de trois matériaux de l’étude (deux produits d’apport et le matériau de base) est évaluée expérimentalement en utilisant des essais de types autobridé (trapézoïdal et oblique) et par chargement extérieur (Varestraint et Gleeble). Les simulations numériques de ces essais sont mises en oeuvre pour étudier les lois de comportement des matériaux ainsi que chercher un critère thermomécanique de fissuration à chaud intrinsèque aux matériaux.
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