GRAIN BOUNDARY SEGREGATIONS AND HYDROGEN EMBRITTLEMENT

Résumé
Les relations entre ségrégation intergranulaire et fragilisation par l'hydrogène des métaux peuvent s'envisager d'un double point de vue : 1°) L'hydrogène a une forte tendance à ségréger dans les défauts de structure et en particulier les joints de grains. Cette ségrégation peut conditionner les propriétés des matériaux hydrogénés (diffusion de l'hydrogène, fissuration induite par l'hydrogène, propriétés électriques dans les semi-conducteurs, etc) et particulièrement leur comportement mécanique (fragilisation proprement dite). 2°) L'existence de ségrégations intergranulaires d'impuretés ou d'éléments d'alliage peut modifier le comportement du matériau vis-à-vis de la fragilisation par l'hydrogène : effets synergétiques des ségrégations (S, P, Sb,...) et de l'hydrogène dans la fragilisation, ou au contraire, effets d'inhibition de certaines ségrégations (carbone par exemple) sur la fragilisation intergranulaire par l'hydrogène. Ces deux aspects sont bien entendu liés puisque la segrégstion de l'hyodrogène dans les joints est fonction des interactions possibles de cet élément avec les autres éléments éventuellements segrégés. C'est en particulier sur ce sujet des interactions multiples au niveau du joint et de leurs conséquences sur la tenue mécanique des alliages que les recherches ont subi un développement ces dernières années. L'exposé tente une synthèse des résultats et des idées récemment publiés sur ce sujet en considérant à la fois l'aspect statique (interaction, ségrégation d'équilibre) et dynamique (transport par les dislocations, accumulation d'hydrogène).

Abstract
The relation between grain boundary segregation and hydrogen embrittlement of metals may be discussed from two stand points : 1°) Hydrogen has a strong tendency to segregate in structure defects, among them, in grain boundaries. Hydrogen segregation controls the properties of hydrogenated materials in many cases (hydrogen diffusion, hydrogen induced cracking, electrical properties in semiconductors, etc) and more precisely their mechanical behaviour (embrittlement itself). 2°) The occurence of grain boundary segregations of impurities and/or alloying elements may modify the hydrogen embrittlement behaviour of the material : synergetic effects of segregations (S, P, Sb,...) and hydrogen on embrittlement, or, reversely, inhibiting effects of given segregations (carbon), on hydrogen induced grain boundary embrittlement. These two aspects are obviously linked as the grain boundary segregation of hydrogen is a function of possible interaction between hydrogen and other elements. It is on this subject of multiple fold interactions in the grain boundaries and of the consequences on the mechanical behaviour of the alloys that an important emphasis has been given by the research during the past few years.