โ Scribed by P. Shewmon
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The marked decrease in creep ductility that can be caused by internal pressure in grain boundary pores is modelled to treat the interaction between boundary diffusion, power law creep, and bubble pressure. The application to 2.25 Cr-1 MO steel in high pressure hydrogen is treated numerically using a computer program since here the internal methane pressure in pores is known, and kinetic data exists. Reasonable agreement is obtained between the predictions and the observed loss in ductility in the presence of 21 MPa of hydrogen. With methane pressurized bubbles, the model suggests intergranular fracture is powerlaw creep limited at essentially all temperatures and stresses. Thus one predicts the hydrogen attack resistance in service to be strongly influenced by the creep strength of the alloy. In the absence of hydrogen (methane), intergranular fracture should be limited by diffusion creep and thus much more sensitive to pore density and boundary diffusion rate than strength. Possible application to recent high temperature steamline failures in welded pipe and to helium effects in nuclear reactor materials are also indicated.
R&nnC-Nous modtlisons la diminution marquee de la ductilite de fluage que peut provoquer la pression interne dans les pores intergranulaires, dans le but de traiter l'interaction entre la diffusion aux joints, le fluage en loi de puissance et la pression des bulles. Nous traitons numeriquement l'application de ce modele a un acier a 2,25% de chrome et 1% de molybdbne sous haute pression d'hydrogene, en utilisant un programme d'ordinateur, car dans ce cas on connait la pression inteme du methane dans les pores, et il existe des don&es de cinetique. Nous obtenons un accord raisonnable entre les previsions et la perte de ductilid observee en presence de 21 MPa d'hydrogdne. Dans le cas des bulles sous pression de methane le modele suggere que la rupture intergranulaire est limit&e par le fluage en loi de puissance, pratiquement pour toutes temperatures et pressions. On peut ainsi predire que la resistance a l'attaque de l'hydrogene, en fonctionnement, est fortement influencee par la resistance en fluage de l'alliage. En l'absence d'hydrogene (ou de methane), la rupture intergranulaire devrait itre limit&e par le fluage de diffusion et devrait done itre beaucoup plus sensible a la densitt des pores qu'a la resistance. Nous prbsentons aussi des applications possibles I des accidents recents dans des conduites de vapeur a haute temperature soudees, et I des effets de l'hilium sur des mattriaux de rtacteur nucleaire. ZusanmrenfPssung-Der deutliche Abfall in der Duktilitiit, welcher durch den inneren Druck in Poren an den Komgrenzen erzeugt werden kann, wird modellmIDig beschrieben. Hiermit liil3t sich die Wechselwirkung zwischen Komgrenzdiffusion, Potenzgesetzkriechen und Porendruck behandeln. Das Model1 wird numerisch auf den Stahl 2,25 Cr-1 MO unter hohem Wasserstoffdruck mit einem Rechnerprogramm angewendet; in diesem Fall ist der innere Methandruck in den Poren bekannt und kinetische Daten liegen vor. Zwischen den Voraussagen und der beobachteten Reduktion der Duktilitat wird bei 21 MPa Wasserstoffdruck hinreichende tibereinstimmung gefunden. Bei den unter Methandruck stehenden Blasen legt das Model1 nahe, dal3 der intergranulare Bruch bei praktisch allen Temperaturen und Drucken durch das Potenzgesetzkriechen begrenzt ist. Daraus folgert man, daD der Widerstand gegen den Angriff durch Wasserstoff im Betrieb durch die Kriechfestigkeit der Legierung stark beeinfluBt wird. In Abwesenheit von Wasserstoff (Methan) sollte der intergranulare Bruch durch das Diffusionskriechen begrenzt sein und daher empfindlicher gegeniiber der Porendichte als der Festigkeit sein. Miigliche Anwendungen auf die kiirzlich aufgetretenen Briiche in geschweigten Dampfrohren und auf die Heliumeffekte in Werkstoffen der Nukleartechnik werden aufgezeigt.
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