Le mécanisme de dégradation des cylindres de laminoirs qui conduit à la formation de défauts de type incrustations d'oxydes sur les bandes d'aciers inoxydables ferritiques laminées à chaud a dans un premier temps été défini. Cette dégradation procède par abrasion locale du cylindre puis par adhésion de l'acier inoxydable sur celui-ci lorsqu'un contact métal-métal se produit. Des essais de simulation, à l'aide d'une machine de frottement à chaud, ont permis d'étudier et de préciser ces mécanismes et de mieux comprendre les interactions entre les produits chauds et les outils, le rôle des oxydes présents dans le contact a en particulier été abordé. Pour mener à bien cette étude, la nature et la structure des oxydes susceptibles de se former sur les matériaux antagonistes ont été déterminés sur des échantillons oxydés au laboratoire. L'adhérence de ces couches d'oxydes a de plus été mesurée à l'aide d'une micro-machine de traction. La connaissance de l'ensemble des éléments présents au niveau du contact a permis l'interprétation des tests de frottement à chaud. Nous avons montré que les oxydes formés sur les aciers inoxydables ont des compositions voisines pour des temps d'oxydation aussi courts (inférieurs à deux minutes) et l'adhérence des couches d'oxydes devient un facteur primordial. Ainsi, les aciers comportant des couches d'oxydes peu adhérentes ont des comportements au frottement supérieur à ceux dont les oxydes ne se décollent pas. La présence d'oxyde au niveau du contact permet la formation d'un troisième corps dont dépend le frottement. En fait, indépendamment de la provenance des oxydes, produit chaud, outil... C'est surtout leur nature et leur structure qui sont déterminantes. Les oxydes de fer de structure cubique, wustite et magnétite, de faible dureté, favorisent le frottement. A l'inverse, les oxydes durs, de structure rhomboédrique comme l'hématite ou la chromite se comportent comme des matériaux abrasifs.

L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER L'INTERACTION A CHAUD OUTIL/METAL DURANT LE PERCAGE A CHAUD DE TUBES EN ACIER AU CARBONE ET INOXYDABLE. A CET EFFET, TROIS VOIES DE RECHERCHES ONT ETE ENVISAGEES: - ETUDE METALLURGIQUE D'OUTILS REELS DE PERCAGE PROVENANT DU SECTEUR INDUSTRIEL; - ETUDE DE L'OXYDATION D'UN ACIER 28NCDV10 ET DE L'ADHERENCE DES OXYDES FORMES A L'AIR ET DANS LA VAPEUR D'EAU (AT = 600-850C); - ESSAIS DE FROTTEMENT; - USURE A 1200C. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE SUR LES OUTILS INDUSTRIELS LA PRESENCE DE MODIFICATIONS STRUCTURALES ET MECANIQUES AFFECTANT LE COMPORTEMENT DE L'OUTIL DURANT LE PERCAGE A CHAUD, PARTICULIEREMENT LORS DU PERCAGE DE L'ACIER Z20C13. POUR L'OXYDATION DE L'ACIER 28NCDV10, ET COMPARATIVEMENT A L'AIR, ON CONSTATE QUE LA VAPEUR D'EAU AVEC L'AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE (> 750C) CONTRIBUE A UNE ACCELERATION DE LA CINETIQUE D'OXYDATION. LA MORPHOLOGIE EST MODIFIEE A L'INTERFACE OXYDE/METAL, OU UNE PLUS GRANDE INTERPENETRATION DE L'OXYDE EST REMARQUEE. LES OXYDES FORMES DANS LA VAPEUR D'EAU SONT PLUS ADHERENTS QUE CEUX FORMES DANS L'AIR. L'ADHERENCE EST CEPENDANT DEPENDANTE DE LA PRESSION DE VAPEUR D'EAU ET DE LA TEMPERATURE D'OXYDATION. L'AUGMENTATION DE CES DEUX PARAMETRES PEUT CONDUIRE A UNE OXYDATION CATASTROPHIQUE DU SUBSTRAT. LES RESULTATS DE FROTTEMENT - USURE A CHAUD MONTRENT QUE L'UTILISATION D'ACIERS PREOXYDES, PARTICULIEREMENT DANS LA VAPEUR D'EAU, CONTRIBUE A LA DIMINUTION DU COEFFICIENT DE FROTTEMENT PAR LA FORMATION D'UN TROISIEME CORPS. LES CERAMIQUES PRESENTENT UN PLUS GRAND COEFFICIENT DE FROTTEMENT QUE L'ACIER 28NCDV 10 OXYDE DANS LA VAPEUR D'EAU

This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.