L’acier inoxydable et la corrosion - Aperam - About

1 Stainless Europe L' acier inoxydable et la corrosion Qu'est-ce que la corrosion ? Les m taux, l'exception des m taux pr cieux tels que l'or Quels sont les grands facteurs de corrosion ? et le platine, que l'on trouve l' tat naturel sont toujours extraits de minerais ; les m taux ont donc toujours tendance le milieu la conception voluer vers un tat stable, qui correspond leur tat Etat de surface Nature chimique Forme d'origine, c'est- -dire leur forme oxyd e. Concentration Assemblage (Soudure, rivets). La corrosion des m taux est essentiellement de nature Impuret s Sollicitations m caniques pH (acidit ) Proximit d'un lectro-chimique, elle intervient l'interface entre le m tal et Temp rature ou d'autres m taux le milieu ext rieur.

2 Pression Contact avec le milieu (Immersion partielle ou totale). Viscosit Moyens de protection D p ts solides L'acier inoxydable et le film passif Agitation L'acier est un alliage de fer et de carbone. Contrairement facteurs de l'acier carbone, la pr sence d'un minimum de 10,5% de Composition Vieillissement de la structure corrosion Elaboration Evolution des tensions chrome dans l'acier inoxydable lui conf re des propri t s de Temp rature variable Etat m tallurgique r sistance la corrosion . (Traitements thermiques et m caniques). Modification des rev tements Fr quence de l'entretien Additions Composition de l'acier inoxydable Impuret s c'est le chrome qui donne sa qualit inoxydable nos aciers le mat riau le temps Chrome Quels sont les 5 principaux types de corrosion en >10,5%.

3 Fonction des milieux ? Fer Carbone Fe+C=acier <1,2% Fe+C+Cr=acier inoxydable g n ralis e localis e par piqures En effet, au contact de l'oxyg ne, une couche d'oxyde de chrome va se cr er la surface du mat riau. Cette couche passive le prot ge et a la particularit de pouvoir s'auto-r g n rer. milieu caverneuse neutre R action de l'acier et de l'acier inoxydable chlorur . au contact de l'humidit de l'air ou de l'eau Acier Acier inoxydable Formation d'oxyde Formation d'oxyde sous de fer (rouille) de chrome contrainte O2. Fe + C Fe + C + Cr > 10,5 %. GENERALISEE inter- Rouille granulaire Film passif milieu acide Toutefois si cette couche passive est endommag e, un d but de corrosion peut appara tre.

4 On distingue la corrosion g n ralis e qui se forme lorsque Dans le document qui suit, nous d crivons ces 5 principaux l'acier inoxydable est en contact avec un milieu acide et types de corrosion et nous hi rarchisons la majorit des nuances la corrosion localis e qui se rencontre dans la majorit Stainless Europe partir de tests standards en laboratoire. des cas lorsque l'inox est plac dans un milieu neutre Toutefois, les ph nom nes de corrosion dans la vie r elle chlorur . tant toujours sp cifiques, les donn es d crites ne dispensent nullement la mise en uvre d'essais compl mentaires pour choisir le mat riau optimal.

5 La corrosion par piq re Comprendre le ph nom ne Si le potentiel pris par l'inox dans un milieu donn est La corrosion par piq re est la rupture locale du film passif sup rieur au potentiel de piq re => l'acier inoxydable se de l'acier inoxydable provoqu e par un lectrolyte riche en corrode. chlorures et/ou sulfures. A l'endroit de la piq re, le m tal Remarque : plus le potentiel de piq re sera lev , meilleure est mis nu, la corrosion va se d velopper si la piq re ne se sera la r sistance la corrosion de la nuance. En dehors de la repassive pas, donc si la vitesse de dissolution du m tal permet piq re, le film passif est toujours pr sent pour prot ger l'inox.

6 De maintenir un environnement suffisamment agressif pour La figure 1 montre les potentiels de piq re obtenus pour emp cher sa repassivation. divers aciers inoxydables dans une eau contenant 0,02M de Couche passive NaCl (710mg/l de Cl-) 23 C. Elle met en vidence l'influence sur la r sistance la corrosion M tal par piq re de la teneur en chrome et molybd ne pour les ferritiques et en chrome, molybd ne et azote pour les ATTAQUE DU M TAL. aust nitiques. Chlorures mV/SCE. Figure 1. Couche passive 800. M tal K44. Potentiel de piq re dans une eau contenant 0,02 MNaCI pH=6,6 23 C (mV/SCE).

7 2 cas 700. 17-11MT. 18-11ML. Le m tal se repassive corrosion du m tal de base 600 K45. 18-9E/L. Couche passive 18-10T K36. 17-7A/C/E 18-7L. M tal K41. 500. 16-5 MnL. 17-4Mn K39 16-4Mn Cette dissolution donne naissance des ions m talliques et des lectrons et donc au passage d'un courant (de dissolution) 400. qui est l'origine d'une diff rence de potentiel (tension) entre K30-K31. K03. la zone anodique (piq re) et la zone cathodique (le reste du K09. m tal). 300. K10. Martensitic Pour simuler ce type de corrosion au stade du laboratoire, un 200. chantillon est immerg dans un lectrolyte corrosif auquel est appliqu un balayage croissant en potentiel jusqu' rupture 10 12 14 16 18 20 22 24 26.

8 PREN (%Cr+3,3%Mo+16%N). du film passif. Lors de cet enregistrement potentiodynamique (intensit /. Normes Normes potentiel), l'augmentation de l'intensit correspond au Appellations commerciales ASTM. potentiel de piq res Epiq re . Designation : Type EN. Martensitique 420 INtENSItE K09 409 I =50 A/cm2 K03 K10 410S K30-K31 430 - K39 439 K41 441 K36 436 Epiq re PotENtIEL. K45 445 Domaine PASSIF K44 444 16-4Mn 16-5Mn 201LN 17-4Mn 17-7A/C/E 301 Le potentiel de piq re correspond au potentiel d'amor age 18-7L 301LN de piq res stables. 18-9L 304L Si le potentiel pris par l'inox dans un milieu donn est inf rieur 18-11 ML 316 - 316 L - 17-11MT 316Ti au potentiel de piq re => l'acier inoxydable ne se pique pas.

9 Comme le montrent les figures 2 et 3, ce potentiel de piq re ne peut tre utilis que pour classer les nuances dans un milieu donn . Il diminuera notamment quand la temp rature (figure 3) ou la concentration (figure 4) en chlorures du milieu augmentera. 700 500. Potentiel de piq re dans une eau contenant 0,02M NaCI pH=6,6 23 C (mV/SCE). Potentiel de piq re dans une eau contenant 0,02M NaCI pH=6,6 50 C (mV/SCE). 450. K44 K44. 600 18-11ML. 400. 18-11ML. 500 350. 18-9E/L 300 18-9E/L. 400 K36 K36. K41. 250 K41. K39. K39. 300. 200. K30. 200 K03-K09-K10 150.

10 K30. 100. 100. 50. K03-K09-K10. 0 0. 10 12 14 16 18 20 22 24 26 10 12 14 16 18 20 22 24 26. PREN (%Cr+3,3%Mo+16%N) PREN (%Cr+3,3%Mo+16%N). Figure 2 Figure 3. Pour positionner la gamme duplex, des essais dans un milieu plus s v re, 0,5M de NaCl (17,75g/l de Cl-) 50 C, ont t men s. Les r sultats obtenus sont pr sent s ci-dessous. Potentiel de piq re dans une eau contenant 0,5M NaCl, 23 C et 50 C (mV/SCE). Normes Appellations ASTM. commerciales Figure 4. Designation EN. Type UNS. DX2202 2202 UNS 32202 DX2304 2304 UNS 32304 DX2205 2205 UNS 32205 Habituellement, on utilise le PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) des nuances pour hi rarchiser leur comportement g n ral la piq re.