L'analyse de la resistance a fatigue-corrosion d'un acier inoxydable austeno-ferritique de type z3 cnd 22 05 a l'azote fait apparaitre un comportement macroscopique identique a tous les niveaux de deformation appliques. La phase austenitique, durcie par la presence d'azote, participe a la deformation a tous les niveaux, et la phase ferritique ne se deforme pas par maclage. Une etude de la phase ferritique de l'alliage bi-phase a ete entreprise et met en evidence certains parametres responsables de la deformation par maclage de ces aciers a temperature ambiante. L'analyse du comportement electrochimique (milieu nacl 30g/l, ph = 6,5) du duplex et de ses deux phases montre que la phase ferritique protege cathodiquement la phase austenitique. Mais, les resultats de fatigue-corrosion montrent que la difference de duree de vie par rapport a l'air est non negligeable. Cette difference est expliquee par un effet du milieu corrosif sur les joints de phases, et un effet de la texture morphologique de l'acier a ete souligne. L'application d'un potentiel cathodique montre un aspect de la fissuration tres different de celui etudie a pontentiel libre. Une modelisation des differents comportements a ete entreprise en tenant compte des divers potentiels appliques et des resultats obtenus sur la phase austenitique en corrosion sous contrainte.

A LA TEMPERATURE DE SERVICE (320\C), LA FERRITE DES COMPOSANTS EN ACIER INOXYDABLE AUSTENO-FERRITIQUE DU CIRCUIT PRIMAIRE DES CENTRALES NUCLEAIRES SUBIT UN VIEILLISSEMENT PAR TRANSFORMATIONS MICROSTRUCTURALES. CETTE PHASE DEVIENT ALORS FRAGILE ET LA RESILIENCE DU MATERIAU CHUTE. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER LES VITESSES ET LES MECANISMES DE PROPAGATION DE FISSURE PAR FATIGUE EN FONCTION DU VIEILLISSEMENT ET DE LA TEMPERATURE D'ESSAI (20\C/320\C). POUR CELA, DEUX ACIERS MOULES (30% DE FERRITE) SONT TESTES. DANS LE BUT DE MIEUX COMPRENDRE LE ROLE JOUE PAR L'ORIENTATION CRISTALLOGRAPHIQUE DES PHASES DANS LE MECANISME DE PROPAGATION, LA MICROSTRUCTURE DU MATERIAU EST ETUDIEE PAR DIFFRACTION DES ELECTRONS RETRODIFFUSES (EBSD) ET PAR TREMPE EN SOLIDIFICATION DIRIGEE. DES EPROUVETTES SONT EGALEMENT PRELEVEES DE TELLE SORTE QUE LA FISSURE SE PROPAGE AU TRAVERS DE STRUCTURES DE SOLIDIFICATION EQUIAXES ET BASALTIQUES. MICROSTRUCTURE, PROPRIETES MECANIQUES EN FATIGUE/FISSURATION ET MECANISMES SONT ALORS RELIES. POUR LA GAMME DE DELTA K BALAYEE, LA FISSURE AVANCE SANS CHEMIN PREFERENTIEL PAR RUPTURE SUCCESSIVE DES LATTES DE CHACUNE DES PHASES. LE PLAN MACROSCOPIQUE DE FISSURATION, DETERMINE PAR EBSD, EST IMPOSE PAR L'ORIENTATION CRISTALLOGRAPHIQUE DU GRAIN FERRITIQUE. AINSI, SELON LA STRUCTURE DE SOLIDIFICATION, DES FISSURES SECONDAIRES PEUVENT APPARAITRE CE QUI INFLUE SUR LES VITESSES DE PROPAGATION. LA FERMETURE DE FISSURE, MESUREE AFIN D'ESTIMER LES VITESSES DE PROPAGATION INTRINSEQUES AU MATERIAU, DIMINUE AVEC LE VIEILLISSEMENT CE QUI S'EXPLIQUE PAR L'ACCROISSEMENT DE LA COMPOSANTE CINEMATIQUE DU COMPORTEMENT PLASTIQUE CYCLIQUE. LA PENTE DE LA DROITE DE PARIS DETERMINEE A PARTIR DES VITESSES INTRINSEQUES AUGMENTE AVEC LE VIEILLISSEMENT. LE DOMAINE DE VITESSE PEUT ALORS ETRE SEPARE EN DEUX PARTIES : CELLE POUR LAQUELLE LES VITESSES SONT PLUS FAIBLES DANS LE MATERIAU VIEILLI QUE DANS LE MATERIAU NON VIEILLI ET CELLE POUR LAQUELLE LA TENDANCE EST INVERSEE.

Ce travail vise à améliorer notre compréhension du comportement en fatigue à grand et très grand nombre de cycles d'un acier ferrito-martensitique dual phase, notamment les effets de la température et de la vitesse de déformation résultant de chargements cycliques à haute fréquence. L'effet de la fréquence sur la réponse en fatigue de l'acier DP600 a été étudié en effectuant des essais de fatigue sur une machine ultrasonique travaillant à 20 kHz et sur une machine conventionnelle travaillant à des fréquences inférieures à 100 Hz. Des études de fractographie et des observations microscopiques à la surface des échantillons ont été effectuées pour étudier les mécanismes de déformation et de rupture. De plus, la thermographie infrarouge in situ a été utilisée pour étudier la réponse thermique et les mécanismes dissipatifs du matériau lors des essais de fatigue. Les courbes S-N ont été déterminées à partir de chargements de fatigue ultrasoniques à 20 kHz et d'essais conventionnels à 30 Hz. La durée de vie pour une amplitude de contrainte donnée est plus élevée dans le cas de la fatigue ultrasonique bien que la limite de fatigue soit identique dans les deux cas. L'augmentation inévitable de la température en fatigue ultrasonique à fortes amplitudes de contraintes, ainsi que le comportement dépendant de la vitesse de déformation de la ferrite, en tant que structure CC, ont été trouvés comme les paramètres clés expliquant le comportement observé en fatigue, et la réponse thermique sous les fréquences faibles et ultrasoniques. Les écarts observés entre l'essai de fatigue conventionnel et celui ultrasonique ont été évalués à travers les mécanismes de mobilité des dislocations vis dans la phase ferritique de structure cubique centrée (CC). La durée de vie plus élevée et l'amorçage de la fissure principale sur une inclusion observés en fatigue ultrasonique ont été attribués au vieillissement dynamique résultant du fort auto-échauffement du matériau aux fortes amplitudes de contraintes. L'existence d'une transition du régime thermiquement activé au régime athermique avec l'augmentation de l'amplitude de contrainte a été mise en évidence. Au-dessous de la limite de fatigue, la déformation a lieu dans un régime thermiquement activé alors qu'elle est dans un régime athermique au-dessus de la limite de fatigue. En fatigue conventionnelle, la déformation est athermique pour toutes les amplitudes de contrainte. Une carte de transition a été produite en utilisant les résultats expérimentaux pour l'acier DP600 ainsi que les données disponibles dans la littérature pour d'autres aciers à base de ferrite, montrant ainsi la corrélation entre le mouvement des dislocations vis thermiquement activé et l'absence de rupture en fatigue à très grand nombre de cycle.

Comparaison des mécanismes de fissuration en fatigue à l'air et dans l'eau salée. Effet du dommage cumulatif par fatigue seule et du dommage cumulatif par corrosion seule.

L'objectif de cette étude est de déterminer si l'utilisation d'azote dans l'élaboration d'aciers inoxydables austénitiques influence leur résistance à la Corrosion Sous Contrainte (CSC) en milieu chloruré. Dans ce but, il a été effectué d'une part un travail expérimental sur des aciers industriels modèles et, d'autre part, un travail de simulation numérique basé sur le Corrosion Enhanced Plasticity Model. L'étude de la résistance à la CSC des aciers d'étude sollicités en traction lente et sous charge constante nous a permis de montrer qu'à vitesse de déformation donnée, l'azote permet d'accroître la contrainte critique d'amorçage des fissures sans altérer leur vitesse de propagation. Nous montrons aussi que la teneur en azote influence la vitesse de fluage. Ceci a pour conséquence de modifier le comportement de l'acier en CSC (densité de fissures propagées, vitesse de propagation). Nous confirmons ainsi que l'azote intervient dans ce phénomène d'interaction corrosion déformation par l'intermédiaire de son effet durcisseur. Les simulations numériques nous permettent de retrouver semi quantitativement les résultats expérimentaux, apportant ainsi des réponses quant au mécanisme par lequel l'azote peut intervenir dans la propagation des fissures. Nous montrons que l'azote intervient dans la dynamique d'écrantage de la fissure par un empilement de dislocations via une force de friction. Nous concluons que l'utilisation de l'azote dans la composition d'aciers inoxydables austénitiques permet de bénéficier des avantages liés à l'accroissement des caractéristiques mécaniques sans altérer la propagation des fissures de Corrosion Sous Contrainte