Corrosion sous contrainte de l'acier inoxydable supermartensitique 12chrome 4. 5nickel 1. 5molybdène dans un milieu sans sulfure d'hydrogène

Stress corrosion cracking of the supermartensitic stainless steel 12chromium 4. 5nickel 1. 5molybdenium on a hydrogen sulfur free environment

• Auteur / Autrice : Bertrand Hoerner
• Direction : Jacques Stolarz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chrome

Matériaux -- Fissuration

Corrosion sous contrainte

Acier martensitique

Martensite

Résumé

Les aciers inoxydables supermartensitiques sont utilisés dans le transport pétrolier et présentent une sensibilité de la zone affectée thermiquement (ZAT) à la corrosion sous contrainte. Nous avons caractérisé par traction lente la fissuration de la ZAT dans un milieu d’essai sans H2S. L’étude s’est focalisée sur l’effet de la teneur en carbone, de la réaffectation de la ZAT et d’un traitement post soudage sur la tenue à la corrosion sous contrainte. Notre étude a montré que la ZAT est sensible à la corrosion sous contrainte en milieu sans H2S et que sa réaffectation durant le soudage amenait à la création de carbures de chrome intergranulaires qui induisent une zone déchromée (15 nm). La fissuration peut alors se développer par dissolution le long de cette zone. Nous avons montré que l’augmentation du rapport chrome/carbone à un certain seuil permet de limiter la densité de carbures et d’avoir une zone déchromée discontinue ce qui inhibe la fissuration. Nous avons observé que l’application d’un traitement post soudage permet une rechromisation autour des carbures de chrome : après un traitement à 650°C durant 20 minutes, la ZAT ne présente plus de fissures.

Supermartensitic Stainless steels are used in the oil and gas application and have a sensitivity of the heataffected zone (HAZ) to stress corrosion cracking. We carried out slow strain rate tensile test to characterize cracking of the HAZ in a H2S free environment. The study focus on the effect of carbon, the reassignment of the ZAT and post weld treatment on the cracking resistance. Our study show that the ZAT is sensitive to stress corrosion cracking in the free H2S environment and that the reassignment during welding led to the creation of intergranular chromium carbides which induce a depleted zone (15 nm). The cracks can grow by dissolution along this zone. We show that the increase of the chromium / carbon ratio beyond a threshold reduces the density of carbides and had a discontinuous depleted zone which inhibits cracking. We observe that the application of a post-weld heat treatment allows desensitisation around chromium carbides: after treatment at 650 ° C for 20 minutes, no crack appears in HAZ.