High strength steel fasteners characterised by tensile strengths above 1100 MPa are often used in critical applications, where a failure can have catastrophic consequences. Preventing Hydrogen Embrittlement (HE) failure is a fundamental concern implicating the entire fastener supply chain. Hydrogen embrittlement results in loss of ductility and, consequently, a loss of strength, caused by atomic hydrogen in combination with tensile stress that can lead to sudden and unexpected brittle fracture after certain time. This research aims to better define the relationship between chemical composition, microstructural characteristics and HE susceptibility of highstrength steel used for manufacturing mechanical fasteners. HE susceptibility is a function of the material condition, which is comprehensively described by the metallurgical and mechanical properties. Hardness/material strength have a first order effect on HE susceptibility which increases significantly above 1200 MPa and is characterised by a ductile-brittle transition. At a given hardness and for a given concentration of hydrogen, the critical strength above which the ductile-brittle transition begins can vary due to second order effects. In this work, testing and observations made on nine alloys, each quenched and tempered to four hardness levels, illustrate second order differences in susceptibility that are dependent on chemistry and heat treatment, and ultimately on microstructure.

Les fixations en acier à haute résistance sont généralement caractérisées par une résistance à la traction supérieure à 1200 MPa qui sont souvent utilisées dans des applications critiques, telles que des ponts, des moteurs de véhicules, des avions, pour lesquelles la rupture d’une fixation peut avoir des conséquences catastrophiques. La prévention des ruptures dues à la Fragilisation Par l'Hydrogène (FPH) et la gestion du risque de fragilisation par l’hydrogène sont des considérations fondamentales qui impliquent l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement des fixations, de l'aciériste jusqu'à l'utilisateur final. La fragilisation par l'hydrogène entraîne une perte de ductilité et, par conséquent, une perte de résistance causée par l'hydrogène atomique combiné à une contrainte qui peut entraîner une rupture fragile soudaine et différée. Cet ouvrage vise à mieux définir la relation entre la composition chimique, les caractéristiques microstructurales et la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène de l'acier à haute résistance utilisé pour la fabrication de fixations. La susceptibilité à la FPH est fonction du matériau, qui est décrit de manière complète par les propriétés métallurgiques et mécaniques. La dureté/résistance du matériau a un effet de premier ordre sur la susceptibilité à la FPH. Ce dernier augmente significativement au-dessus de 1200 MPa et se caractérise par une transition ductile-fragile. À isodureté, pour une concentration donnée d'hydrogène, la contrainte critique au-dessus de laquelle la transition ductile-fragile débute peut varier en raison des effets de second ordre. Dans cet ouvrage, des essais et observations réalisés sur neuf alliages, tous trempés et revenus à quatre niveaux de dureté, illustrent les différences de susceptibilité de second ordre qui dépendent de la chimie et du traitement thermique, et finalement de la microstructure.