Corrosion sous contrainte dans l'acier inoxydable irradié en milieu REP
Compréhension de mécanisme de l’IASCC nécessite une interprétation correcte de l'impact de tous les contributeurs potentiels individuellement et en association. Il est difficile d'obtenir toutes les informations à partir d'une seule étude, mais peut être réalisée en se concentrant quelques paramètres à la fois. Cette étude vise à mettre l'accent sur quelques-unes des questions ouvertes liées à l'impact de l'irradiation induite chemins de microstructure et la tension sur la fissuration intergranulaire susceptibilité de l'acier inoxydable austénitique. Solution recuit 304L a été utilisé dans cette étude en raison de sa sensibilité à la IGSCC et plus simple microstructure initiale plus élevée par rapport à CW 316. Comme irradiation neutronique est longue et coûteuse, l'irradiation d'ions (protons et par irradiation du fer) a été utilisé pour la substitution. Irradiation généré défauts ponctuels dans la microstructure du matériau. Comme ces défauts sont des obstacles à la requête de la dislocation, l'irradiation d'ions provoqué un durcissement du SA 304L. En effet, une corrélation directe de l'augmentation de la dureté de la racine carrée du produit de la densité et la taille des boucles des Frank a été observée. L'irradiation a été trouvée pour augmenter la fissuration intergranulaire gravité de matériau sur la soumission à SSRT dans un environnement corrosif. Augmentation de l’sensibilité à fissuration a été corrélée à plus haut degré de déformation localisée en matière irradiée. Malgré même degré de déformation localisée, pas de fissures ont été observées dans l'échantillon tendues dans un environnement inerte. Présence d'environnement corrosif était nécessaire d'initier fissuration intergranulaire pour l'irradiation et les conditions forcer utilisées dans cette étude. À la suite de test d'oxydation pour 360 H dans un environnement de PWR, oxyde formé sur un matériau non irradié et irradié a été caractérisé comme duplex dans la nature. L'irradiation a été trouvée pour modifier les couches d'oxyde formées sur le matériau. Le critère de fissuration intergranulaire a proposé dans la littérature a été vérifié pour les craquelures observées dans le matériel irradié ionique utilisé dans cette étude. Fissures intergranulaires dans le matériel irradié ont été observés à se produire le long des joints de grains orientés perpendiculairement à l'axe de traction et à proximité des grains de faibles facteurs Schmid. Mais les critères ne pouvaient pas justifier toutes les fissures observées sur les échantillons.
Effet de l'état de surface initiale de la sensibilité de fissuration du matériau irradié a été étudié. Matériel de surface couche durcie a été observé que plus faible densité de défauts induits par irradiation et les fissures intergranulaires. Déformation localisée et l'oxydation était différente aussi qui résume ce matériau comme plus résistant à la fissuration. Enfin effet des chemins de contrainte sur la répression sensibilité des matières irradiées a été étudiée. Il a révélé que le chargement dynamique a augmenté la densité de fissures sur les surfaces de calibrage de l'échantillon par rapport à une charge statique. Les résultats de cette étude indiquent que la fissuration intergranulaire en acier inoxydable 304L en milieu PWR peut être étudiée par irradiation Fe malgré sa petite profondeur de pénétration dans le matériel. |
IRRADIATION ASSISTED STRESS CORROSION CRACKING OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL IN PWR ENVIRONMENT
Understanding of IASCC mechanism requires correct interpretation of the impact of all potential contributors individually and in combination. It is difficult to obtain all information from a single study but can be achieved by focusing few parameters at a time. This study aims to focus on some of the open questions related to the impact of irradiation induced microstructure and strain paths on intergranular cracking susceptibility of austenitic stainless steel. Solution Annealed 304L was used in this study due to its higher susceptibility to IGSCC and simpler initial microstructure compared to CW 316. As neutron irradiation is time consuming and expensive, ion irradiation (proton and iron irradiation) was used to surrogate the effect of neutron irradiation. Irradiation generated point defects in the microstructure of material. As these defects are barriers to the dislocation motion, ion irradiation caused hardening of SA 304L. Indeed, a direct correlation of increase in hardness with the square-root of product of density and size of Frank loops was observed. Irradiation was found to increase intergranular cracking severity of material on subjection to SSRT in corrosive environment. Higher susceptibility was correlated to higher degree of localized deformation in irradiated material. Despite same degree of localized deformation, no cracks were observed in sample strained in inert environment. Presence of corrosive environment was necessary to initiate intergranular cracking for the irradiation and straining conditions used in this study. Following oxidation test for 360 H in PWR environment, oxide formed on unirradiated and irradiated material was characterized to be duplex in nature. Irradiation was found to modify the oxide layers formed on material. The criterion of intergranular cracking proposed in literature was verified for the cracks observed in ion irradiated material used in this study. Intergranular cracks in irradiated material were observed to occur along grain boundaries oriented perpendicular to the tensile axis and adjacent to grains with low Schmid factors. But the criteria could not justify all the cracks observed on the samples.
Effect of initial surface state on the cracking susceptibility of irradiated material was studied. Material with surface hardened layer was observed to have lower density of irradiation induced defects and intergranular cracks. Localized deformation and oxidation was different as well which summarized this material as more resistant to cracking. Lastly effect of strain paths on cracking susceptibility of irradiated material was studied. It revealed that the dynamic loading increased the crack density on the gage surfaces of the specimen in comparison to static loading. The findings of this study indicate that the intergranular cracking of 304L stainless steel in PWR environment can be studied using Fe irradiation despite its small penetration depth in material. |