Nouvelle approche de la fragilisation par l’hydrogène - Dégazage et hydrogénation

Le phénomène de fragilisation par l'hydrogène associé aux aciers durcis au-delà de 30 HRC et revêtus conduit à une rupture différée une fois la pièce mise sous contrainte, entraînant la perte totale de l'intégrité des structures métalliques. Ce phénomène affecte de nombreux éléments structurels de l'industrie et en particulier les éléments de fixation dans les industries de l'automobile et de l'aéronautique, où les aciers trempés revenus sont utilisés. Pour améliorer la résistance à la corrosion ou le comportement tribologique d’un système, des opérations de traitement de surface par voie électrolytique ou chimique sont généralement réalisées selon différents procédés. Ces opérations conduisent à une introduction d’hydrogène pouvant engendrer une fragilisation de la pièce métallique. Par ailleurs, dans l’objectif d’un allégement des structures et d’une augmentation de leur durée de vie, les propriétés mécaniques telles que la résistance à la rupture des éléments métalliques sont revues à la hausse, ce qui a pour conséquence d’augmenter la sensibilité de ces produits à l’endommagement assisté par l’hydrogène. Cette sensibilité peut se manifester pour des concentrations d’hydrogène relativement faibles (bien en dessous de la limite de solubilité). Face à cette problématique, il est nécessaire de réaliser un traitement dit de « dégazage » pour des pièces trempées revenues, revêtues par voie électrolytique ou chimique et mécaniquement mise en tension lors de leur utilisation. Pour cela, on se réfère à de nombreuses normes (ISO 9588, ASTM B850, DIN 50979) qui fixent la durée minimum de « dégazage » à une température comprise entre 190 °C et 220 °C en fonction de la résistance à la rupture du produit. Ces normes introduisent également un temps maximal interopération (3 à 4 h) entre la 1 ^re opération « génératrice d'hydrogène » de la gamme de revêtement (décapage ou traitement de surface électrolytique ou chimique) et le démarrage du « dégazage ».

Il est important de rappeler que la durée de « dégazage » est donnée à titre indicatif et repose uniquement sur la résistance à la rupture de la pièce revêtue. D’autres paramètres importants ne sont pas pris en compte tels que la forme et le volume de la pièce, les conditions d’utilisation du produit (par exemple le couple de serrage), le type et l’épaisseur de revêtement, la composition chimique de l’acier, la propreté inclusionnaire, l’état de précipitation, soit autant de paramètres qui peuvent influer sur le degré de sensibilité du produit à la fragilisation par l’hydrogène. Cependant, si le procédé de « dégazage » selon les conditions décrites ci-dessus a permis globalement de désensibiliser des produits à la rupture différée induite par l’hydrogène, d’un point de vue industriel, il reste que les mécanismes...