Le comportement mécanique des aciers en milieu hydrogéné

Abstract

La pénétration et le piégeage de l'hydrogène dans les matériaux métalliques peuvent entraîner des dommages et une dégradation des propriétés mécaniques pendant la phase d'exploitation. C'est surtout dans les secteurs de l'énergie, de la chimie et de la pétrochimie que ces types de matériaux métalliques, largement utilisés dans des environnements hydrogénés agressifs, subissent une dégradation. Dans ce présent travail expérimental, nous avons étudié l'influence de l'hydrogène chargé sur le comportement mécanique en traction d'un acier inoxydable austénitique fortement allié de la nuance commerciale X5CrNi18-8 (AISI304) préparé sous forme d'éprouvettes normalisées de type cylindrique de 8 mm de diamètre fabriquées par usinage. Leur chargement en hydrogène a été réalisé par voie électrolytique selon les conditions industrielles adoptées à différents temps de préchargement en heures dans une enceinte en verre pyrex contenant une solution aqueuse d'acide purement sulfurique H2SO4 à 0,05M et équipée de deux électrodes, une cathode reliée à l'éprouvette, une anode en platine inattaquable avec une densité de courant choisie égale à 100 mA/cm2. Les essais de rupture mécanique ont été réalisés à l'aide d'une machine de traction instrumentée avec une charge maximale de 400 kN et une vitesse de déplacement nominale de 20 mm/min. Les analyses microscopiques des échantillons ont été réalisées par différentes techniques : MO (Microscopie Optique), DRX (Diffraction des Rayons X), et MEB (Microscopie Electronique à Balayage). Les résultats obtenus sont en accord avec les travaux des différents auteurs qui ont montré une perte de ductilité due à la pseudo transformation martensitique de l'austénite provoquée par la déformation et la sensibilité par diffusion et piégeage de l'hydrogène.