Analyse par diffraction des rayons x des hétérogénéités des contraintes dans l'acier de cuve bainitique 16MND5 à basses températures

Stress heterogeneity analysis by x-ray diffraction in the 16MND5 bainitic Pressure vessel steel at low temperatures

LPMM UMR CNRS 7554 - Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, 4, rue Augustin Fresnel, Technopôle Metz 2000, 57078 Metz cedex 3, France e-mails : raphael.pesci@metz.ensam.fr; karim.inal@metz.ensam.fr; marcel.berveiller@metz.ensam.fr

Résumé

La nature biphasée de l'acier bainitique 16MND5 fait de la Diffraction des Rayons X (DRX) l'outil privilégié pour déterminer les états de contrainte dans la phase ferritique. Couplée à des essais de traction à basses températures [ C; C] , cette technique met en évidence l'hétérogénéité des contraintes par phase et par orientation cristallographique. Un modèle polycristallin multi-échelles est développé parallèlement à ces mesures expérimentales : il prend en compte l'influence de la température sur les états de contrainte dans chaque phase, permet de calculer les déformations des plans diffractants et inclut également un critère de rupture par clivage.

Abstract

The 16MND5 bainitic steel being a two-phase material, the X-Ray Diffraction(XRD) is the most efficient tool to determine the stress states in the ferritic phase. Coupled to tensile tests at low temperatures [ C; C] , this technique shows the heterogeneity of strains for each phase and each crystallographic orientation. A multi-scale polycrystalline modeling is developed concurrently with these experimental measurements: it takes into account the effects of temperature on the stress states in each phase, enables to calculate the lattice strains and also includes a cleavage fracture criterion.