Thèse soutenue

Influence du phosphore sur le comportement hors et sous irradiation des aciers austenitiques multistabilises

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Auteur / Autrice : Christophe Delalande
Direction : Jean Philibert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'amelioration de la resistance au gonflement des materiaux de gainage des reacteurs a neutrons rapides. Il porte sur des aciers austenitiques ecrouis de type fe-15cr-15/25ni, multistabilises (ti, nb, v) et contenant du phosphore. Differents traitements thermiques ont tout d'abord permis de verifier la stabilite du reseau de dislocations, condition essentielle pour garantir l'absence de gonflement a chaud (t>550c), et d'etudier la precipitation, en particulier celle susceptible de se former sous irradiation et de controler le gonflement a plus basse temperature. D'autre part, nous avons utilise la simulation aux electrons de 1 mev pour obtenir une premiere estimation de leur resistance au gonflement. Nous avons enfin effectue la caracterisation microstructurale de plusieurs aciers deja irradies en reacteur, afin d'obtenir les elements d'informations necessaires pour pouvoir prevoir et expliquer l'effet du phosphore et de la multistabilisation sur le comportement de nos materiaux. Les resultats obtenus principalement par diffraction des rx et microscopie electronique analytique en transmission montrent que le niobium intervient au meme titre que le titane dans le rapport de stabilisation des materiaux mais participe a la precipitation d'un plus grand nombre de phases. Le vanadium ne semble pas avoir un role tres marque sur la stabilite du reseau de dislocations et ne participe que faiblement a la composition des phases formees. Le phosphore augmente la stabilite microstructurale des aciers multistabilises et precipite a haute temperature sous la forme de phosphures fenbp dans les aciers ayant au moins 600 ppm de phosphore. La simulation aux electrons de 1 mev montre que ces aciers multistabilises, et plus particulierement les aciers de la famille fe-15cr-15ni, presentent une bonne resistance au gonflement. L'addition de phosphore augmente la resistance au gonflement des aciers irradies aux neutrons. Ce comportement est correle a la precipitation d'aiguilles de phosphures acceleree par l'irradiation. Cette precipitation constitue d'une part un nouveau type de puits d'elimination des defauts ponctuels grace aux tres nombreuses interfaces phosphures-matrice. D'autre part, elle contribue au maintien en solution solide des elements inhibiteurs de gonflement, en empechant la precipitation des phases riches en ni, si et ti