HYDROGEN EMBRITTLEMENT IN GRAIN BOUNDARIES STUDIED BY FATIGUE CRACK PROPAGATION IN Al-Zn-Mg BICRYSTALS

Résumé
La propagation des fissures de fatigue dans les joints de grains a été étudiée dans des échantillons de Al-Zn-Mg à précipitation durcissante contenant un joint de grain unique perpendiculaire à l'axe de chargement. Dans le cas de bicristaux revenus au pic de dureté, sollicités en atmosphère d'azote contenant de la vapeur d'eau, la propagation apparaît de type intergranulaire. Les mécanismes de "stress-corrosion cracking" (SCC) et de fatigue par corrosion intergranulaire (CF) contribuent tous deux à l'extension des fissures sous chargement cyclique. Il a été montré dans les deux cas que la propagation intergranulaire est influencée par la pénétration de l'hydrogène dans le joint de grain au cours de chaque cycle de chargement, engendrée dans le cas du mécanisme de "SCC" par l'hydrogène dissous dans le joint de grain et les régions avoisinantes, alors que le mécanisme de "CF" intervient par le biais de l'hydrogène piégé. La discussion portera sur les aspects microstructuraux de ces deux processus.

Abstract
High cycle fatigue crack propagation in grain boundaries was studied in precipitation hardened Al-Zn-Mg specimens containing a single grain boundary (gb) perpendicular to the load axis. In peak-aged bicrystals tested in wet nitrogen atmospheres, cracks propagated in an intercrystalline manner. Under cyclic loading conditions two different mechanisms contribute to crack propagation which are termed stress corrosion cracking (SCC) and intergranular corrosion fatigue (CF). In both cases, it is well established that intercrystalline crack propagation is influenced by hydrogen penetrating into the gb during each load cycle. For SCC it is the hydrogen dissolved into the gb, resp. areas close to the boundary whereas for CF it is the trapped hydrogen which initiates the intergranular cracking. Both terms will be discussed under microstructural aspects.