Soutenances de thèses

Composition du jury

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• Eric ANDRIEU, Professeur émérite, ENSIACET (Rapporteur)
• Tomas MARTIN, Senior Lecturer, University of Bristol (Rapporteur)
• Sabine DENIS, Professeur émérite, Institut Jean Lamour (Président)
• Vladimir ESIN, Chargé de recherche, Mines Paris - PSL (Examinateur)
• Thilo MORGENEYER, Maître de recherche, Mines Paris - PSL (Examinateur)
• Diogo GONCALVES, Ingénieur de recherche, CEA (Examinateur)

Encadrement

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• Thilo MORGENEYER (Directeur de thèse)
• Vladimir ESIN (Co-encadrant)

Résumé

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Depuis les années 1950, de nombreux cas de fissuration intergranulaire ont été observés dans des joints d'acier soudés, après plusieurs mois ou années de service en température sans sollicitation mécanique. Grâce aux nombreuses études qui ont été menées sur la problématique, la rupture de ces composants a pu être expliquée par la relaxation des contraintes résiduelles de soudage, la présence d'écrouissage dans les zones affectées et par la précipitation de phases aux joints de grains lors de son utilisation en service. Ce phénomène, appelé Fissuration en Relaxation (FeR), a alors motivé des campagnes d'études pour l'évaluation de la résistance de différentes nuances d'aciers et ainsi prévenir les risques de rupture des joints soudés. En raison de la complexité du phénomène, la plupart de ces études ont été réalisées en utilisant des échantillons avec des microstructures homogènes représentatives des zones affectées par le soudage, considérées comme les plus sensibles à la FeR. Dans ce travail, des éprouvettes de type CT (pour Compact-Tension) ont été usinées à partir de tôles d'acier 316L(N) soudées, puis comprimées et déchargées afin d'introduire des contraintes résiduelles et des pré-déformations de manière contrôlée. Ainsi, l'effet sur la FeR des microstructures hétérogènes comparables à celles des joints soudés industriels a pu être étudié.Une procédure expérimentale spécifique a été développée pour analyser la FeR à des températures proches des températures de service, tout en faisant varier les forces motrices de la FeR telles que le niveau de contraintes résiduelles, de déformation, le temps et température de relaxation. L'étude de FeR dans les éprouvettes comportant des soudures a révélé une distribution très hétérogène de l'endommagement, directement induite par l'hétérogénéité de la microstructure. Particulièrement, la zone affectée thermiquement à gros grains des matériaux soudés est apparue comme la zone la plus sensible à la FeR. Les mécanismes, localisation, distributions d'endommagement ont été caractérisés pour chaque condition par microscopie électronique, et ce, à différentes échelles. La confrontation des niveaux d'endommagement observés aux estimations de contraintes résiduelles obtenues par simulation numérique a alors permis d'estimer des seuils de FeR pour chaque zone de la microstructure soudée.

Mots clès

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Acier austénitique inoxydable AISI 316L(N),soudage,fissuration en relaxation,contraintes résiduelles,endommagement intergranulaire,précipités,

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