17/09/2021 - Les aciers à haute résistance sont maintenant plus résistants à l'hydrogène

Menéame

El hydrogène, l'un des atomes les plus abondants et les plus légers de l'atmosphère, augmente fragilité du métal lorsqu'il est introduit dans des alliages à haute résistance comme l'acier. Ce phénomène, appelé fragilisation par hydrogène, entraîne une détérioration des propriétés du matériel travaillé, réduit la ductilité du métal et augmente votre faiblesse, ce qui donne lieu à des fissures.

Si l'on tient compte du fait que l'acier représente 90 % du marché des alliages métalliques, une amélioration encore plus modeste de ses propriétés pourrait donner des résultats de grande averse.

SHINE PROJECT

Plus le métal est résistant, plus il est sensible à la frigilisation par hydrogène. Pour faire en sorte que cet inconvénient devienne un avantage, Max-Planck-Institut für Eisenforschung (Allemagne) ont développé une stratégie apparemment contradictoire qui profite de l'hétérogénéité chimique de la microstructure métallique pour accroître la résistance aux fissures et en freiner la croissance. Grâce à l'appui du Projet SHINE, financé par des fonds européens SHINE, ont transformé la caractéristique que l'on cherche habituellement à éviter en raison de ses effets préjudiciables sur la tolérance aux dommages de l'acier dans un mécanisme qui augmente la résistance intrinsèque du métal à la fragilisation par l'hydrogène.

Les secrets des zones intermédiaires

L'équipe a utilisé sa stratégie dans un acier léger à haute résistance au manganèse et a généré une grande dispersion de zones riches en cet élément à l'intérieur de la microstructure du matériau. , Les variations locales de composition, conçues avec soin, servent à augmenter la résistance aux fissures localement en créant des zones intermédiaires qui freinent les micro fissures causées par l'hydrogène qui se propagent autrement à l'intérieur ou au cours des phases ou des interphases affectées par l'hydrogène , expliquent les auteurs dans l'article.

Cette méthode double la résistance à la fragilisation par l’hydrogène sans compromettre la résistance mécanique ni la ductilité du matériau. « La stratégie consistant à exploiter les hétérogénéités chimiques plutôt qu’à les éviter élargit les possibilités de modifier la microstructure au moyen de procédés thermomécaniques avancés », indique le rapport.

Pour atteindre ces résultats, les chercheurs ont utilisé CALPHAD (Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry), une méthode de phase permettant de prédire les propriétés thermodynamiques, microbiologiques et autres propriétés des systèmes de matériaux à plusieurs composants. Grâce à CALPHAD, sa conception de l'hétérogénéité du manganèse à l'intérieur de la phase d'austénite a provoqué l'apparition d'une forte densité de régions intermédiaires de manganèse réparties sur l'ensemble de l'échantillon. < < Durant> > , les auteurs affirment que la microstructure évolue vers une plus grande dispersion d'îles plus molles à l'intérieur de l'< < A> > . de la matrice dure, ce qui permet de réduire et de développer à une vitesse plus faible les micro fissures provoquées par [hydrogène].

Le principe thermodynamique utilisé par les chercheurs pour développer des microstructures présentant un degré spécifique d'hétérogénéité implique un déséquilibre cynique élevé entre la transformation de phase et la diffusion de solutions habituellement produites dans les alliages d'acier. Le méthode peut, par conséquent, utilisé dans de nombreux aciers à haute performance contenant de l'austénite métastable. Il peut également être étendu à des procédés industriels établis.

La stratégie conçue par les membres de SHINE (Seeing hydrogen in matter) permettra de mieux connaître d'autres techniques avancées de traitement des métaux telles que la pulviméthallurgie et la fabrication par ajout. Le projet, d'une durée de cinq ans, s'achèvera en janvier 2023.

Pour plus d'informations

Les résultats de ses recherches ont été publiés dans le magazine & ' 'Nature Materials».

Projet SHINE

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