Pourquoi les aciers à haute teneur en carbone se cassent-ils facilement ? Partie 2

2022-06-28

D'après les résultats du test de polarisation de tension dynamique, plus la teneur en carbone de l'échantillon est élevée, plus la réaction de réduction cathodique (réaction de génération d'hydrogène) et la réaction de dissolution anodique dans un environnement acide sont sujettes. Par rapport à la matrice environnante présentant une faible surtension d’hydrogène, le carbure agit comme une cathode avec une fraction volumique accrue.

Selon les résultats du test électrochimique de perméation de l'hydrogène, plus la teneur en carbone et la fraction volumique de carbures dans l'échantillon sont élevées, plus le coefficient de diffusion des atomes d'hydrogène est faible et plus la solubilité est grande. À mesure que la teneur en carbone augmente, la résistance à la fragilisation par l’hydrogène diminue également.

Des essais de traction à vitesse de déformation lente ont confirmé que plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte est faible. Proportionnellement à la fraction volumique de carbures, à mesure que la réaction de réduction de l'hydrogène et la quantité d'hydrogène injectée dans l'échantillon augmentent, la réaction de dissolution anodique se produira et la formation de la zone de glissement sera également accélérée.


Lorsque la teneur en carbone augmente, les carbures précipitent à l’intérieur de l’acier. Sous l’action d’une réaction de corrosion électrochimique, la possibilité de fragilisation par l’hydrogène augmentera. Afin de garantir que l'acier présente une excellente résistance à la corrosion et à la fragilisation par l'hydrogène, le contrôle de la précipitation du carbure et de la fraction volumique est une méthode de contrôle efficace.

L'application de l'acier dans les pièces automobiles est soumise à certaines limitations, notamment en raison de sa diminution significative de la résistance à la fragilisation par l'hydrogène, provoquée par la corrosion aqueuse. En fait, cette susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène est étroitement liée à la teneur en carbone, avec la précipitation de carbures de fer (Fe2,4C/Fe3C) dans des conditions de faible surtension d'hydrogène.

Généralement, pour la réaction de corrosion localisée sur la surface provoquée par un phénomène de fissuration par corrosion sous contrainte ou un phénomène de fragilisation par l'hydrogène, la contrainte résiduelle est éliminée par traitement thermique et l'efficacité du piège à hydrogène est augmentée. Il n’est pas facile de développer un acier automobile à ultra haute résistance offrant à la fois une excellente résistance à la corrosion et à la fragilisation par l’hydrogène.

À mesure que la teneur en carbone augmente, le taux de réduction de l’hydrogène augmente, tandis que le taux de diffusion de l’hydrogène diminue considérablement. La clé pour utiliser de l'acier à moyenne teneur en carbone ou à haute teneur en carbone comme pièces ou arbres de transmission est de contrôler efficacement les composants en carbure dans la microstructure.