intercristallin

Les métaux ne sont pas solides partout. Ils sont constitués de cristaux, ou grains, assemblés comme des pierres irrégulières dans un mur. Les limites où ces grains se rencontrent sont appelées joints de grains. Intercristallin décrit tout ce qui se produit le long de ces limites : fissures, corrosion, fragilisation ou autres dommages qui suivent la structure granulaire plutôt que de la traverser.

En revanche, la rupture transgranulaire traverse directement les grains eux-mêmes, indifférente à leurs bords. La rupture intercristalline est souvent plus faible et plus rapide car les joints de grains sont déjà des zones de faiblesse. Les atomes y sont moins densément tassés et les impuretés ont tendance à s'accumuler à ces interfaces lors de la solidification ou du traitement thermique. Une contrainte qui ne ferait que plier ou bosseler un métal ailleurs peut initier une fissure le long d'un joint de grain et la propager rapidement.

La corrosion intercristalline est particulièrement dangereuse dans les aciers inoxydables. Lorsque ces alliages sont chauffés à certaines températures, des carbures de chrome se forment le long des joints de grains, appauvrissant le chrome dans le métal environnant. Cette zone déchromée se corrode facilement dans des environnements chlorurés ou acides, créant un réseau de chemins corrodés entre les grains. Ce mode de défaillance a provoqué des ruptures dans des récipients soudés, des fixations et des tuyauteries en service.

La fissuration par corrosion sous contrainte intercristalline (FCSCI) se produit lorsqu'un métal subit à la fois une contrainte de traction soutenue et un environnement corrosif. Les aciers inoxydables austénitiques dans des solutions chaudes de chlorure, ou les aciers au carbone dans des solutions alcalines caustiques, sont vulnérables. La fissure suit les joints de grains, ce qui la rend plus difficile à détecter par inspection visuelle qu'une seule fracture transgranulaire.

La prévention repose sur le contrôle métallurgique : un traitement thermique approprié pour éviter la sensibilisation, l'utilisation de nuances d'acier inoxydable stabilisées ou à faible teneur en carbone, la sélection d'alliages résistants à l'environnement attendu, et la relaxation des contraintes ou le grenaillage pour réduire la tension résiduelle. Le traitement thermique post-soudage (PWHT) à des températures spécifiques peut restaurer la distribution du chrome et fermer la fenêtre de vulnérabilité.