Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Second métal utilisé après l’acier, l’aluminium est recherché pour ses propriétés de légèreté, de conductivité thermique, de conductivité électrique et de facilité de mise en forme. Il faut rajouter à ses qualités sa très bonne résistance à la corrosion, appréciée dans de très nombreuses applications. Après un rappel de la métallurgie de l’aluminium, l’article traite des phénomènes de réaction entre le métal et son environnement (corrosion par piqûres, caverneuse, galvanique…), ainsi que les corrosions liées plus directement à la structure métallurgique de l’aluminium.
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Max REBOUL : Ancien Chef de section Corrosion et Expert recherche Centre de Recherches PECHINEY à Voreppe - Ancien Directeur de Recherche Associé au CNRS
INTRODUCTION
La production mondiale d’aluminium est de l’ordre de 20 Mt/an ; c’est le second métal le plus utilisé après l’acier. La production mondiale annuelle d’acier est de l’ordre de 800 Mt/an, mais il n’est pas très judicieux de comparer des tonnes d’aluminium avec des tonnes d’acier car les masses volumiques sont très différentes et parce que les matériaux métalliques sont le plus souvent utilisés sous la forme de produits minces tôles ou profilés plutôt que sous forme massive. De ce fait, il faudrait comparer des surfaces ou des volumes donc pour avoir des chiffres comparables plus représentatifs, on peut prendre 100 pour l’acier et 7,5 ou 10 pour l’aluminium. Ces chiffres confirment que l’acier est le métal le plus utilisé, cela provient du fait que les caractéristiques mécaniques de l’acier sont plus élevées que celles de l’aluminium et que l’acier coûte moins cher. De ce fait l’aluminium n’est préféré que lorsqu’on a besoin des caractéristiques particulières de ce métal :
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la masse volumique de 2,7 g/cm3, l’aluminium est trois fois plus léger que l’acier. Cette propriété est particulièrement intéressante dans les transports ;
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la conductivité thermique pour la production d’échangeurs thermiques (radiateurs automobiles, de réfrigérateurs, de climatiseurs...) ;
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la conductivité électrique pour la fabrication de câbles électriques ;
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la facilité de mise en forme pour la production de boîtes de conserve, de boîtes boissons, de profilés de fenêtres...
La bonne résistance à la corrosion de l’aluminium fait aussi partie des propriétés attractives, déterminantes en milieu marin, et appréciée dans de nombreuses applications .
Dans cette présentation nous commencerons par rappeler les principales utilisations actuelles de l’aluminium. Puis les problèmes de corrosion que l’on peut rencontrer avec l’aluminium en fonction de la composition chimique des alliages, de leur structure métallurgique, des conditions de service et les solutions recommandées pour les éviter.
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- Version courante de mars 2023 par Emmanuel ROCCA
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Introduction4. Corrosions structurales
Les problèmes de corrosion que nous avons vus précédemment résultent de réactions entre le métal et son environnement, quand la couche d’oxyde ne peut pas éviter cette réaction. Cela concerne tous les alliages d’aluminium.
Les corrosions structurales sont plus particulièrement concernées par le mode de pénétration de la corrosion dans le métal qui peut être particulière dans certains métaux. On les appelle structurales parce qu’elles sont directement liées à la structure métallurgique du métal. La distribution hétérogène des éléments d’addition et/ou des précipités est à l’origine de ces formes particulières de propagation de la corrosion.
Pour l’aluminium, les corrosions structurales ne concernent que les alliages d’aluminium à hautes caractéristiques mécaniques : 2xxx, 6xxx, 7xxx, auxquels il faut ajouter les alliages de la série 5xxx à hautes teneurs en magnésium (Mg > 3,5 %). Elles diffèrent des autres formes de corrosion étudiées habituellement par le mode de pénétration dans le métal. La pénétration des corrosions structurales est souvent intergranulaire.
La corrosion intergranulaire par exemple est une forme de corrosion qui consomme uniquement le joint des grains (figure 15). De ce fait, très peu de métal est réellement dissous, très peu d’eau est nécessaire à cette corrosion, les protections de surface ne sont pas un moyen fiable pour éviter les corrosions structurales, car la faible quantité d’eau nécessaire à leur propagation peut diffuser à travers les défauts de revêtement inévitables, de plus un revêtement de surface risque toujours d’être endommagé accidentellement.
Il est nécessaire de modifier la structure métallurgique du métal pour éliminer la cause structurale de la corrosion.
Pour les alliages d’aluminium trois formes particulières de corrosion structurales peuvent être rencontrées :
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la corrosion intergranulaire ;
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la corrosion feuilletante ou exfoliante ;
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la corrosion sous contrainte.
4.1 Corrosion intergranulaire
La corrosion intergranulaire résulte de la présence aux joints des grains d’un passage anodique continu...
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Corrosions structurales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASM Metals Handbook - Corrosion of Aluminium and Aluminium alloys. - Vol. 13, 583-609, Metals Handbook, 9th edition ASM Intl. Ohio (1987).
-
(2) - REBOUL (M.) - * - Mémoires et Études Scientifiques, Revue de Métallurgie, 61-74 (1987).
-
(3) - PECHINEY RHENALU - * - Demi-produits Aluminium (1997).
-
(4) - ASM Metals Handbook - * - Properties and selection : Non Ferrous Alloys and Pure Metals Aluminium and Aluminium alloys. Vol. 2, Metals Handbook, 9th edition ASM Intl. Ohio (1987).
-
(5) - ASHBY (M.F.) - Materials selections in mechanical design. - Pergamon Press (1992).
-
(6) - BRECHET (Y.) - Choix des matériaux. - Conférence CETIM (juin 1994).
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