Optimisation en fluage et fatigue-fluage d'aciers martensitiques à 9%Cr par traitement thermo-mécanique

Stéphanie Hollner (1) , Benjamin Fournier (1) , J. Le Pendu (1) , Christel Caës (1) , I. Tournié (1) , André Pineau (2)

1 SRMA - Service des Recherches Métallurgiques Appliquées
2 CDM - Centre des Matériaux

L'utilisation des aciers martensitiques à 9-12%Cr est envisagée dans les futurs réacteurs nucléaires de génération IV. En service, ils seront soumis à du fluage à haute température ainsi qu'à des sollicitations de fatigue-fluage. Or de récents travaux sur l'acier commercial P91 ont montré que des sollicitations cycliques de fatigue combinées au fluage conduisent à un adoucissement rapide du matériau, lié à un grossissement de sa microstructure. Des traitements thermomécaniques ont donc été réalisés dans le but d'affiner et de stabiliser la microstructure de cet acier. Le traitement thermomécanique présenté ici conduit à une martensite plus fine, émaillée de nombreux et fins précipités de type MX. Le P91 optimisé montre un net gain en termes de propriétés mécaniques par rapport à l'acier P91 à réception : sa dureté est plus élevée de 100 Hv, sa limite d'élasticité conventionnelle est supérieure de 430 MPa à 20°C et de 220 MPa à 550°C, sa durée de vie en fluage à 650°C est 20 fois supérieure et son adoucissement à 650°C est légèrement moins rapide.

Mots clés: acier martensitique; traitement thermo mécanique; austéniformage; microstructure; fatigue

Domaines: Matériaux

Stéphanie Hollner, Benjamin Fournier, J. Le Pendu, Christel Caës, I. Tournié, et al.. Optimisation en fluage et fatigue-fluage d'aciers martensitiques à 9%Cr par traitement thermo-mécanique. Matériaux 2010, Oct 2010, Nantes, France. 10 p. ⟨hal-00570519⟩