Stress relaxation cracking in AISI 316L-type austenitic stainless steels

Résumé : La fissuration en relaxation (FER) peut apparaître dans les zones affectées par la chaleur de larges pièces soudées pendant leur utilisation entre 500 et 700°C. Il est admis que ce phénomène est induit par la relaxation à haute température de champs de contraintes résiduelles initialement introduits lors du soudage. L'objectif de ce travail est d'identifier, dans les aciers de type AISI 316L, les caractéristiques de ce type de matériaux, ainsi que les forces motrices, responsables du développement de la fissuration en relaxation.La méthodologie proposée consiste à reproduire les conditions de la FER dans cinq aciers de type AISI 316L de compositions chimiques différentes en utilisant des éprouvettes de type « Compact Tension » (CT) pré-comprimées. L'étude des éprouvettes à l'aide du MEB, de l'EBSD, du MET et de la tomographie X a révélé que de l'endommagement intergranulaire s'était développé dans quelques une d'entre elles. Le niveau d'endommagement mesuré dans chaque éprouvette dépend de la nuance de l'acier, de la température et de la durée d'exposition thermique, et du rayon d'entaille.Ce travail implique également la prédiction numérique des champs de déformations et de contraintes résiduelles dans les éprouvettes à l'aide d'une nouvelle loi de comportement viscoplastique à variables internes. La comparaison entre les champs de contraintes résiduelles prédits dans les éprouvettes de type CT et les distributions d'endommagement mesuré par tomographie a permis de déduire le niveau de contrainte résiduelle critique nécessaire pour l'initiation de la FER. Finalement, les distributions d'endommagement mesurées expérimentalement ont pu être correctement prédites numériquement avec une loi phénoménologique d'endommagement scalaire alimentée par les prédictions du modèle de comportement viscoplastique.
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Thèse
Mechanics of materials [physics.class-ph]. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. English. 〈NNT : 2015ENMP0073〉
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Soumis le : mardi 10 mai 2016 - 19:01:13
Dernière modification le : mardi 27 mars 2018 - 16:06:15
Document(s) archivé(s) le : mercredi 25 mai 2016 - 08:45:53

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Harry Pommier. Stress relaxation cracking in AISI 316L-type austenitic stainless steels. Mechanics of materials [physics.class-ph]. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. English. 〈NNT : 2015ENMP0073〉. 〈tel-01314141〉

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