Diffusion of Chromium in Nickel Base Alloys Application to Stress Corrosion Cracking

International audienc

Diffusion acceleree par la plasticite du chrome dans le nickel

International audienceLa diffusion à l’état solide est un mécanisme impliqué dans de nombreux processus métallurgiques allant des procédés d’élaboration ou d’assemblage jusqu’aux processus de vieillissement tels que l’oxydation. Ces phénomènes sont souvent couplés à un chargement mécanique d’où l’intérêt d’étudier le couplage entre diffusion et plasticité, en particulier dans une gamme de températures intermédiaires. L'effet de la déformation plastique sur la diffusion en volume du chrome dans des monocristaux de nickel a été étudié à 350 degrés C et 500 degrés C. Pour cela, des essais de diffusion sous charge ont été réalisés pour différentes valeurs de contrainte. Les coefficients de diffusion apparents ont été mesurés à partir des profils de diffusion du chrome dans le nickel obtenus par spectrométrie de masse d’ions secondaires (SIMS). La comparaison avec les coefficients de diffusion en volume mesurés sur des monocristaux non déformés ou pré-écrouis par traction met en évidence une nette accélération de la diffusion du chrome. Ainsi, une augmentation du coefficient de diffusion de l’ordre de 106 est observée à 350°C sous l’effet de la plasticité. De plus, les résultats obtenus ont permis d’établir une relation linéaire entre le coefficient de diffusion apparent et la vitesse de déformation pour les deux températures testées

Stress corrosion cracking of alloy 600 in PWR primary water : influence of chromium, hydrogen and oxygen diffusion

International audienceAlloy 600, a nickel base alloy containing 15 % chromium, is used in primary circuit of Pressurized Water Reactor (PWR). This alloy is well known to be susceptible to Stress Corrosion Cracking (SCC) in PWR primary water. Despite the fact that many laboratory studies have been performed and that many models are proposed in the literature, the mechanisms involved are still not well known. In the proposed model, the transport of species (oxygen, hydrogen and chromium) is considered as playing a key role. Therefore, experiments and calculations are performed in order to study the transport of chromium, hydrogen and oxygen in Alloy 600 and in model alloys. The results lead to the conclusion that the transport of oxygen and hydrogen cannot be considered as the rate-controlling steps. The dissymmetric aspect of the crack tip and of the chromium depletion ahead of the crack lead to the conclusion that chromium diffusion could play a significant role in the mechanism