Évaluation du comportement mécanique d’assemblages soudés en acier inoxydable austénitique 316L en conditions ambiante et cryogénique

Details

Supervisors

Jacques, Pascal

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée

Abstract

frCe travail s’inscrit dans le cadre du projet \textit{CryoStress} et porte sur l’évaluation du comportement mécanique d’assemblages soudés en acier inoxydable austénitique 316L. Des plaques jointes bout à bout par soudage TIG et par soudage laser ont été étudiées à température ambiante ainsi qu’à la température de l’azote liquide, soit 77 K. L’objectif était de compléter les contrôles conventionnels de qualité réalisés en amont par une caractérisation mécanique plus approfondie. Il s’agissait ainsi d’évaluer l’influence des conditions de soudage et de la température d’essai sur la tenue des joints. La démarche expérimentale repose sur une caractérisation complémentaire des assemblages, combinant observations métallographiques par microscopie optique et microscopie électronique à balayage, essais de traction uniaxiale et mesures de microdureté. Les résultats obtenus mettent en évidence des différences de comportement mécanique selon plusieurs paramètres d’assemblage. Ces différences concernent notamment la direction de laminage des plaques à température ambiante, l’utilisation d’un métal d’apport ER316L à basse température, ainsi que le procédé de soudage utilisé. Les résultats montrent également que l’abaissement de la température entraîne une augmentation marquée de la résistance ultime à la traction. A 77 K, celle-ci est multipliée par environ 2,5 par rapport à la condition ambiante. Cette évolution peut être associée à la réduction de la mobilité des dislocations ainsi qu’à l’activation de mécanismes de durcissement favorisés à basse température. Ce renforcement s’accompagne toutefois d’une diminution de la ductilité, mise en évidence par une réduction d’environ 35 % de la déformation vraie à rupture. Les observations fractographiques indiquent néanmoins que cette perte de ductilité ne correspond pas à une rupture fragile au sens conventionnel du terme.