Etude expérimentale de la fissuration en fluage de l'acier 316H vieilli sous environnement CO2

Environmentally assisted creep crack growth in 316H stainless steel

• Auteur / Autrice : Laurie Podesta
• Direction : Bertrand Wattrisse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et génie civil
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Evelyne Toussaint
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Wattrisse, Evelyne Toussaint, Pierre Feissel, Eric Andrieu, Felix Latourte, Laurent Waltz, Jean-Michel Muracciole, Jean-Loup Strudel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Feissel, Eric Andrieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Détérioration

Rupture, Mécanique de la

Corrélation d'images numériques

Matériaux -- Fluage

Acier

Mots clés libres

Acier 316 H

Fissuration

Vieillissement des joints de grains

Mesures de champs cinématiques

316 H stainless steel

Creep crack growth

Grain boundary sensitization

Kinematic fields measurements

Résumé

Des fissures intergranulaires ont été observées sur des composants évoluant dans un environnement CO2 à haute température (550°C). Le matériau, un acier austénitique inoxydable de nuance 316H, est soumis à des sollicitations en fluage. L'objectif de la thèse est de permettre une meilleure compréhension du mécanisme d'endommagement par fluage et des effets de l'environnement sur l'apparition et la propagation de ces fissures. Une synergie entre la simulation par éléments finis et la mesure de champs cinématiques au moyen de la Corrélation d'Images Numériques (CIN) a été créée pour aborder ce problème avec une approche locale, à l'échelle de la microstructure. Une méthode de CIN adaptée au suivi de la fissuration basée sur l'utilisation des expressions de la Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture a été développée. Une validation expérimentale sur essai de traction in-situ sur microéprouvettes pré-fissurées de matériau 316H est proposée.

At elevated temperature (550°C) in CO2 environment, intergranular creep cracks have been observed in thermally and environmentally aged 316H austenitic stainless steel. The objective of this work is to enhance the understanding of the creep crack mechanism and the effects of environment on crack initiation and growth. Some microtests on Single Edge Notched Tensile specimen (SENT) have been performed to better describe the interaction between chemistry and mechanics at the microstructural scale. A creep crack monitoring procedure using Digital Image Correlation (DIC) have been developped and assessed using Finite Element Modelling (FEM) of cracked bi-crystal. Based on a projection on Linear Elastic Fracture Mechanics expressions, the crack parameters (crack tip position, orientation) can be determined and the growth can be measured. A validation on in-situ tensile tests on SENT 316H specimen is proposed.