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Theses

Influence de la déformation plastique sur la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable lean duplex UNS S32304

Résumé : Les aciers inoxydables lean duplex sont des alliages de fer, de chrome et de nickel dans lesquels coexistent deux phases cristallographiques (austénite - γ et ferrite - α). Ces aciers présentent de très bonnes propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion, et trouvent leurs principales applications dans les domaines de l’exploration pétrolière offshore et du dessalement de l’eau de mer. Malgré ces excellentes propriétés, l’influence de la déformation plastique induite par les procédés de mise en forme sur la résistance à la corrosion de ces matériaux est encore peu comprise, et peut constituer un levier d’amélioration de ces alliages. Ainsi, cette étude a eu pour but de déterminer les paramètres de microstructure liés à la déformation plastique et pouvant impacter les réactions d’oxydation du métal et d’évolution de l’hydrogène, souvent liées aux phénomènes de corrosion des métaux en milieux acides. Le rôle de l’émergence des marches de glissement, conséquence en surface du glissement des dislocations dans le métal lors de la déformation plastique, a également été étudié. Des éprouvettes d’acier inoxydable lean duplex UNS S32304 ont été déformées en traction uniaxiale à des niveaux allant de 0% à environ 20%. Un groupe d’échantillons avec et un deuxième groupe sans présence de marches de glissement ont été préparés. Une étude des mécanismes de plasticité de l’acier inoxydable lean duplex distinguant chacune des phases et faisant intervenir notamment des caractérisations des structures de dislocations, des contraintes internes et des marches de glissement a été réalisée. Les vitesses de corrosion (oxydation) du métal et la réaction d’évolution de l’hydrogène (REH) ayant lieu à sa surface ont été étudiés par voie électrochimique en milieu acide chloruré. Il a été démontré que, en absence de marches de glissement, la déformation plastique de l’acier inoxydable lean duplex n’a pas d’effet détectable sur sa résistance à la corrosion dans les conditions de l’étude. Néanmoins, les marches de glissement générées à la surface du matériau pendant la déformation plastique impactent fortement les vitesses de corrosion. Cela est lié à une modification de la cinétique de la REH. Pour les faibles niveaux de déformation (jusqu’à environ 3%), les vitesses de corrosion ainsi que la cinétique d’évolution de l’hydrogène augmentent fortement (facteur d’environ 4), puis diminuent pour atteindre des valeurs proches de celles de l’état de référence vers 10% de déformation. Des essais sur des aciers monophasés à composition chimique proche de chacune des phases de l’acier inoxydable lean duplex ainsi qu’une technique électrochimique locale basée sur l’utilisation de microcapillaires ont confirmé le rôle joué par les marches. Après recoupement avec une simulation à partir de données tirées de la littérature, l’analyse pointe fortement vers une explication faisant intervenir la variation du travail de sortie des électrons de la surface en présence de marches et le rôle de l’émergence des plans denses (111).
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01858717
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, August 21, 2018 - 12:00:07 PM
Last modification on : Thursday, August 6, 2020 - 4:00:13 AM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, November 22, 2018 - 1:48:27 PM

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DAVID_2018_archivage.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-01858717, version 1

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Citation

Charles David. Influence de la déformation plastique sur la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable lean duplex UNS S32304. Autre. Université Grenoble Alpes, 2018. Français. ⟨NNT : 2018GREAI026⟩. ⟨tel-01858717⟩

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