ASTM F1624 Fragilisation par l'hydrogène des matériaux métalliques à haute résistance
La norme ASTM F1624 décrit une méthode d’essais accélérée pour la détermination de la sensibilité des matériaux métalliques à haute résistance à une défaillance provoquée par la fragilisation par l’hydrogène.
Objectif & Domaines d’application Principe d’essais Types d’éprouvettes Systèmes d’essais adaptés Projets clients intéressants
L’ASTM F1624 en bref
La norme ASTM F1624 décrit une méthode d'essai accélérée (en traction ou en flexion) pour déterminer la sensibilité des aciers à la rupture différée, telle que provoquée par l'hydrogène. Cela s’effectue par détermination de l'instant pour le début de la croissance subcritique des fissures (engl. subcritical crack growth, SCG). La durée de l'essai est généralement plus courte que celle de l'ASTM F519. L'essai est réalisé soit dans l'air, pour mesurer la présence d'hydrogène résiduel dans l'acier suite à la transformation (IHE), soit dans un environnement contrôlé, pour mesurer l'effet de l'hydrogène provenant de sources d'hydrogène externes (EHE).
- Offre une mesure quantitative des paramètres de contrainte utilisés dans une analyse de conception ou de défaut tout en tenant compte de l’effet des influences environnementales, incluant celles qui se produisent pendant le traitement (par exemple, le placage).
- Pour les processus de placage, δth-IHE est utilisé pour spécifier la contrainte d’utilisation maximale.
- Pour les éléments de fixation (angl. Fasteners), δth-IHE est utilisé pour spécifier la charge maximale pendant l'installation et le fonctionnement afin d'éviter une défaillance prématurée.
Principe de l’essai selon la norme ASTM F1624
Pour déterminer la contrainte seuil pour le début de la croissance subcritique des fissures, trois éprouvettes au moins sont nécessaires.
La première éprouvette est soumise à un essai de traction selon la norme ASTM E8 afin de déterminer la résistance à la traction (Fast Fracture Strength, FFS).
Deux autres tests, au moins, sont ensuite effectués avec une charge progressive incluant des temps de maintien (= essai d'augmentation de la charge) - le profil de charge dépend de la dureté de l'éprouvette. La charge est augmentée après des intervalles de temps définis jusqu'à la rupture de l'éprouvette. Le taux de charge entre les paliers de charge est de 10-5 s-1 à 10-8 s-1.
Le mode d’arrêt sur les différents paliers est régulé par la position. En plus des profils de charge spécifiques, la Pmax suivante pour chaque profil de charge est fixée à 1,1 fois la charge seuil (Pth-n) de l’essai précédent. La hauteur des paliers de charge s’aligne sur la charge de rupture en essai de traction (selon ASTM E8) ou sur la charge de rupture de la valeur seuil précédemment déterminée. La charge seuil Pth-n est la charge qui apparaît dans le dernier palier de charge avant le début de la propagation de fissure. Lorsque la différence entre deux charges de seuil consécutives est ≤ 5% de PFFS, l’essai est terminé.
Types d’éprouvettes selon la norme ASTM F1624
Pour déterminer la fragilisation par l’hydrogène, la norme ASTM F1624 prévoit les types d’éprouvettes suivants:
- Éprouvettes entaillées pareillement à ASTM F519
- Éprouvettes CT comme par exemple selon la norme ASTM E399
Éprouvette entaillée
Pour la réalisation de l’essai selon la norme ASTM F1624, des éprouvettes entaillées de Type 1 sont utilisées, comme également décrit dans la norme ASTM F519:
- Type 1a: Entaillé, rond, charge de traction
- Type 1a.1: Taille standard
- Type 1a. 2: Surdimensionné
- Type 1b: Entaillé, rond, traction, „self loading fixture“
