Analyse et modélisation du comportement en endommagement des aciers HLE sollicités dans un milieu sélectif physicochimique.

Abstract

Le développement de la technique d'assemblage de matériaux a été largement utilisé pour la conception de matériaux de haute résistance. La présente étude montre l'influence des paramètres et les performances d’assemblage par soudure de l’acier C0.12% Mn1.02% Si0.29% sur les différentes zones de la structure telles que la zone fondue (FZ), la zone affectée thermiquement (ZAT), et le métal de base (BM). Les effets des charges thermiques, mécaniques et de la tension appliquée sur la variation de la contrainte, taux d’endommagement, et la sollicitation en milieu physicochimique sélectif sont étudiés. Une méthode exploratoire prédictive a été utilisée pour prévoir l’influence de proportions des éléments additifs du tableau périodique sur les propriétés des aciers. L’évaluation du comportement thermomécanique et le taux d’endommagement par corrosion de l’acier HLE C0.12%Mn1.02%Si0.29% ont été déterminés par un modèle axisymétrique (symétrie dans la géométrie et conditions aux limites). Différents scénarios sont appliqués afin de minimiser les zones affectées par l’endommagement thermomécanique et les charges appliquées. L’état de surface et la composition chimique des matériaux étudiés ont été déterminés par microscopique électronique à balayage (MEB) et spectrométrie EDS. L'influence de l'environnement et les paramètres physiques sur l’acier HLE C0.12% Mn1.02% Si0.29% et son comportement d’endommagement en corrosion dans un milieu agressif à base NaCl a été étudié en utilisant la perte de poids, l'évolution du pH de 300k à 370k, l'échange électronique. Les résultats montrent qu’il y a des variations du taux de corrosion par rapport au type de traitement thermique, fluide de refroidissement, la concentration de la solution, la forme, la taille et la vitesse de refroidissement des échantillons. La résolution de l'équation de Nernst prouve que l'augmentation de la température a un effet direct sur le potentiel d'hydrogène de la solution, la densité de courant et la corrosion du métal. De plus, l'efficacité d'inhibition a été déterminée par calcul théorique et par la méthode mécanique moléculaire et semi-empirique. Ces résultats nous ont guidés à conclure que l'inhibiteur, qui a une faible électronégativité que l’acier C0.12% Mn1.02% Si0.29% a une bonne efficacité. Une méthode empirique tel que le model NORSOK a été appliqué pour déterminer les paramètres sensibles les plus influencés sur la dégradation de matériaux dans un milieu riche en CO2. Par conséquent, le taux de corrosion est estimé par l'application d'un calcul théorique basé sur des paramètres physico-chimiques, tels que l'acidité moyenne, la pression partielle de CO2, les paramètres thermodynamiques (P, T), et les propriétés mécaniques des matériaux étudiés. En outre, l'application de scénarios nous a permis d'évaluer le risque de corrosion.