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1 - RÉSISTANCE À LA CORROSION

2 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES

Article de référence | Réf : M4541 v1

Résistance à la corrosion
Aciers inoxydables - Propriétés. Résistance à la corrosion

Auteur(s) : Pierre-Jean CUNAT

Date de publication : 10 juin 2000

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INTRODUCTION

Les aciers inoxydables présentent, suivant leur teneur en chrome, dont le seuil minimal est de 10,5 %, et les traitements métallurgiques subis, un large éventail de propriétés chimiques, physiques et mécaniques.

Le phénomène de passivité de ces aciers présente une grande importance dans la mesure où il constitue la base du mécanisme de leur résistance à la corrosion.

L’étude complète du sujet comprend les articles :

  • M 4 540-Aciers inoxydables. Critères de choix et structure ;

  • M 4 541-Aciers inoxydables. Propriétés. Résistance à la corrosion (le présent article) ;

  • M 4 542-Aciers inoxydables. Mise en œuvre ;

  • M 4 543-Aciers inoxydables. Fabrication ;

  • Doc. M 4 544-Aciers inoxydables.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m4541


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1. Résistance à la corrosion

1.1 Passivité

Le phénomène de passivité présente une très grande importance dans la mesure où il constitue la base du mécanisme de résistance à la corrosion des aciers inoxydables. Le phénomène de passivité se caractérise par la présence d’un film très mince (épaisseur de l’ordre de 10 à 20 nm), appelé film passif ou couche passive, à la surface de l’alliage métallique qui rend sa vitesse de corrosion négligeable. Le film passif, fortement solidaire du substrat métallique, empêche ou rend insignifiant le contact entre l’alliage et les agents plus ou moins agressifs du milieu environnant.

Pour que le phénomène de passivité puisse s’établir, et se maintenir, il est nécessaire que l’alliage fer-chrome ait une teneur minimale en chrome de l’ordre de 11 %. Autrement dit, il existe un effet de seuil au-delà duquel le phénomène de passivité peut exister et au-dessous duquel il est impossible. De plus, si la couche passive devait être détruite localement par suite d’un endommagement accidentel (rayure par exemple), elle possède la propriété de pouvoir se reconstituer dans un grand nombre de milieux, ce qui traduit la propriété d’autopassivation de l’alliage métallique dans ce milieu.

Les aciers inoxydables sont autopassivables et le schéma le plus utilisé pour décrire le mécanisme de formation de leur couche passive est emprunté à Okamoto et Shibata [33]. Sa représentation schématique est donnée à la figure 1. Les principaux éléments constituant le film passif sont d’une part des cations Mz+ de valence z provenant du substrat et ayant une grande affinité pour l’oxygène. Il s’agit, pour l’essentiel, de Cr3+ et de Fe3+, bien que le fer puisse se trouver sous la forme de Fe2+. D’autre part, aux éléments en provenance du substrat, vont être associées des molécules d’eau provenant de la solution. Certaines molécules d’eau ayant perdu des protons H+, de manière à équilibrer la présence des cations métalliques donnent naissance à des ions OH et O2–, constitutifs de l’hydroxyde ou de l’oxyde [34]. Le film passif des aciers inoxydables est de type « bicouche ». La couche interne, en contact direct avec le substrat métallique,...

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