ALLOY 600 POLY-CRYSTALS AND SINGLE-CRYSTALS STRESS CORROSION CRACKING MECHANISMS IN PRIMARY WATER : ROLE OF HYDROGEN
Mécanismes de corrosion sous contrainte de l'alliage 600 polycristallin et monocristallin en milieu primaire : rôle de l'hydrogène
Résumé
This study aims to identify stress corrosion mechanisms of alloy 600 in a primary environment. The work was built around two main lines of research: on the one hand to specify the influence of hydrogen on the csc of industrial polycrystalline alloy 600 and on the other hand, to study the steps of priming and crack propagation through the use of polycrystals and single crystals. In slow traction, a cathodic polarization has no effect on the initiation of cracks. On the other hand, the slow propagation speed increases by a factor of 2 to 5. The effect of this factor as well as of the hardened layer and of a hydrogen content of 25 cm # 3 tpn / kg is to make it possible to reach the k # i # c # s # c and therefore the stage of rapid propagation. The study of the behavior of 600 alloy single crystals in a primary medium shows that the initiation of transgranular cracks is impossible, whereas their propagation is possible on pre-cracked specimens. Transgranular cracks have a crystallographic appearance similar to that of stainless steels in mgcl # 2 medium. In addition, some results make it possible to specify the conditions of the cracking. First, the repassivation currents of alloy 600 decrease as the hydrogen content of the medium increases. This effect is not correlated with sensitivity to the csc. A direct role of hydrogen in aqueous solution on the dissolution is not sufficient to explain the cracking. Secondly, the mechanical behavior of the alloy 600 previously charged with hydrogen is no longer affected by the fph beyond 200c. Thirdly, several results show that the intergranular slip is only a marker of the mechanical sensitivity of the grain boundaries of the alloy 600. All of these results make it possible to draw several conclusions on the mechanisms proposed for the CSC of the alloy. alloy 600. Concerning initiation, a direct contribution of the internal oxidation or hydrogen absorbs is possible. At the propagation level, it is now possible to rule out the mechanisms of dissolution, internal oxidation and global embrittlement by hydrogen. On the other hand, the corrosion enhanced plasticity model, based on interactions between hydrogen and deformation, makes it possible to explain the propagation of csc cracks of alloy 600.
Cette étude a pour objectif d'identifier les mécanismes de corrosion sous contrainte de l'alliage 600 en milieu primaire. Le travail s'est construit autour de deux axes de recherche principaux : d'une part préciser l'influence de l'hydrogène sur la csc de l'alliage 600 polycristallin industriel et d'autre part, étudier les étapes d'amorçage et de propagation des fissures via l'utilisation de polycristaux et de monocristaux. En traction lente, une polarisation cathodique n'a pas d'effet sur l'amorçage des fissures. En revanche, la vitesse de propagation lente augmente d'un facteur 2 a 5. L'effet de ce facteur ainsi que de la couche écrouie et d'une teneur en hydrogène de 25 cm#3 tpn/kg est de permettre d'atteindre le k#i#c#s#c et donc le stade de propagation rapide. L'étude du comportement de monocristaux d'alliage 600 en milieu primaire montre que l'amorçage de fissures transgranulaires est impossible, alors que leur propagation est possible sur des éprouvettes préfissurees. Les fissures transgranulaires présentent un aspect cristallographique proche de celui des aciers inoxydables en milieu mgcl#2. De plus, certains résultats permettent de préciser les conditions de la fissuration. Premièrement, les courants de repassivation de l'alliage 600 diminuent lorsque la teneur du milieu en hydrogène augmente. Cet effet n'est pas correlé a la sensibilité a la csc. Un rôle direct de l'hydrogène en solution aqueuse sur la dissolution ne suffit donc pas a expliquer la fissuration. Deuxièmement, le comportement mécanique de l'alliage 600 préalablement charge en hydrogène n'est plus affecte par la fph au-delà de 200c. Troisièmement, plusieurs résultats montrent que le glissement intergranulaire n'est qu'un marqueur de la sensibilité mécanique des joints de grains de l'alliage 600. L'ensemble de ces résultats permet de tirer plusieurs conclusions sur les mécanismes proposes pour la csc de l'alliage 600. Concernant l'amorçage, une contribution directe de l'oxydation interne ou de l'hydrogène absorbe est envisageable. Au niveau de la propagation, il est désormais possible d'écarter les mécanismes de dissolution, d'oxydation interne et de fragilisation globale par l'hydrogène. En revanche, le corrosion enhanced plasticity model, base sur des interactions entre l'hydrogène et la déformation, permet d'expliquer la propagation des fissures de csc de l'alliage 600.
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