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1 - UN PEU DE PHILOSOPHIE

2 - ÉVOLUTION DES PROBLÈMES DE CORROSION

  • 2.1 - Une longue histoire
  • 2.2 - Une perpétuelle évolution
  • 2.3 - Objectif technique
  • 2.4 - Usage général et usages particuliers

3 - MÉTAUX ET ALLIAGES PASSIVABLES À USAGE GÉNÉRAL

  • 3.1 - Aciers inoxydables
  • 3.2 - Alliages d'aluminium

4 - MÉTAUX ET ALLIAGES PASSIVABLES À USAGES PARTICULIERS

  • 4.1 - Alliages de nickel
  • 4.2 - Alliages de titane
  • 4.3 - Alliages de zirconium
  • 4.4 - Niobium
  • 4.5 - Tantale

| Réf : COR310 v1

Métaux et alliages passivables à usages particuliers
Métaux et alliages passivables - Règles de choix et emplois types

Auteur(s) : Jean-Louis CROLET

Date de publication : 10 déc. 2008

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RÉSUMÉ

Certains métaux et alliages ont un domaine de passivité suffisamment étendu dans tout un ensemble de milieux, ce qui leur permet d'être utilisés sans aucune protection surajoutée. L'article présente les propriétés techniques précises et les emplois types de chaque famille d’alliages : métaux et alliages à usage général comme les aciers inoxydables et les alliages d’aluminium, ou à usages particuliers comme les alliages de nickel, de tantale, de zirconium, le niobium ou le tantale.

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Auteur(s)

  • Jean-Louis CROLET : Ingénieur Civil des Mines, Docteur ès Sciences - Ingénieur Conseil

INTRODUCTION

Les désignations d'alliages sont exprimées, dans la mesure du possible, dans les termes prévus par les normes françaises. Lorsque cela est impossible ou inusité, il est parfois fait appel à certaines marques commerciales passées dans le langage commun. Au demeurant, même si ces marques ont toujours un propriétaire officiel, certaines ne correspondent plus à aucun produit précis. Ainsi même chez leur propriétaire, elles ne représentent plus qu'un radical identitaire couvrant tout un ensemble de produits dérivés de l'ancêtre commun, et fort heureusement considérablement améliorés par rapport à lui. Leur emploi présent servira donc de la même manière à désigner l'ensemble de la descendance actuelle de l'ancêtre de ce nom.

Les pourcentages sont, sauf mention spéciale, systématiquement exprimés en masse.

Les principaux moyens de lutte contre la corrosion ont été décrits dans le dossier Corrosion en milieu aqueux des métaux et alliages de ce traité [M 150].

Le présent dossier est consacré à l'emploi de métaux et alliages dont le domaine de passivité est suffisamment étendu dans tout un ensemble de milieux, et où ils peuvent donc être utilisés sans aucune protection surajoutée. Son but est de donner un fil directeur permettant de lever les trois difficultés fondamentales inhérentes à cette utilisation, à savoir :

  • le hiatus entre les exposés généraux sur la corrosion, tel le chapitre Corrosion en milieu aqueux des métaux et alliages [M 150] de ce traité et les données techniques précises sur chaque famille d'alliages, données figurant dans les chapitres de ce traité et du traité Matériaux métalliques :

    • aciers inoxydables,

    • données numériques sur les aciers inoxydables,

    • propriétés de l'aluminium et des alliages d'aluminium corroyés,

    • données numériques sur l'aluminium et les alliages d'aluminium de transformation,

    • niobium,

    • titane et alliages de titane ;

  • le choix des familles d'alliages. Ce choix est en effet souvent plus difficile que celui de l'alliage lui-même au sein d'une famille d'alliages donnée. Or il n'est que très rarement traité dans les ouvrages focalisés sur les mécanismes, la science ou la stricte technique. À cet égard, on notera d'ailleurs que, paradoxalement, les alliages les plus résistants sont en fait les moins employés, car ils sont exclus de bon nombre d'emplois par d'autres alliages moins coûteux. Des emplois types pour chaque famille seront donc donnés ;

  • le choix d"utiliser des métaux passivables. Même si cela peut paraître un truisme, l'utilisation de métaux passivables résulte par définition du choix d'utiliser ce type de propriété technique. Historiquement, il est vrai que ces alliages ont été développés pour des marchés et des applications où il n'y avait guère d'alternative. Néanmoins, dès lors que ces alliages furent devenus non seulement commercialement disponibles, mais véritablement banalisés, leur utilisation s'est ensuite étendue à des applications où leur usage ne découlait plus d'aucune obligation technique. Et là encore, cet éclairage omniprésent dans la corrosion contemporaine n'est que très rarement et très superficiellement traité dans la plupart des ouvrages précités.

Ainsi, ce qui s'est longtemps traduit par des généralités économiques un peu convenues dans une tradition de culture peut être un peu trop exclusivement scientifique et technique, se trouve en réalité au cœur de ce que l'on appelle aujourd'hui le management de la corrosion.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-cor310


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4. Métaux et alliages passivables à usages particuliers

4.1 Alliages de nickel

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4.1.1 Présentation

Le nickel est un métal peu réactif, ce qui se traduit dans la pratique par les deux caractéristiques suivantes.

  • Le nickel est un métal noble : la dissolution anodique du nickel se situe en effet dans un domaine de potentiel largement au-dessus du domaine de la réduction des ions H+. Il en résulte qu'en milieux acides non oxydants, c'est-à-dire en l'absence d'autres fonctions oxydantes que la réduction des ions H+, la vitesse de corrosion du nickel est très réduite.

  • Le nickel est un métal difficilement passivable : soit parce que son courant critique de passivation est très élevé, soit parce que, dans un bon nombre de milieux, le domaine de passivité lui-même n'existe pas.

    En fonction de ces deux propriétés, on est ainsi amené à classer les alliages de nickel en deux catégories : les alliages au chrome et les alliages sans chrome.

  • Alliages au chrome

    Dans ces alliages, comme dans les aciers inoxydables, une addition de plus de 10 % de chrome (environ) rend l'alliage aisément passivable. Les alliages au chrome constituent donc la prolongation naturelle des aciers inoxydables à très forte teneur en nickel ; ils contiennent d'ailleurs, le plus souvent, une certaine teneur résiduelle en fer (2 à 8 %).

    Comme pour les aciers inoxydables, on distingue une gradation de la résistance à la corrosion entre les alliages au chrome seul comme l'Inconel 600 (15 % Cr) et les alliages au chrome-molybdène comme l'Inconel 625 (21 % Cr, 9 % Mo) ou l'Hastelloy C (15 % Cr, 16 % Mo).

    À côté de ces trois nuances de référence, de très nombreuses compositions intermédiaires sont aujourd'hui proposées, en fonction de la spécificité de certains marchés, de la concurrence entre fournisseurs, mais aussi de la mode.

  • Alliages sans chrome

    Comme le nickel non allié, les alliages sans chrome sont difficilement passivables. En revanche, certains éléments d'alliage permettent d'accentuer encore le caractère de noblesse du nickel.

    On distingue ainsi des alliages au cuivre comme le Monel (30 % Cu)...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CROLET (J.L.), BÉRANGER (G.) -   Corrosion en milieu aqueux des métaux et alliages.  -  [M 150] (1998).

  • (2) - FONTANA (M.G.), GREENE (N.D.) -   Corrosion engineering.  -  3rd ed. McGraw Hill Inc. (1986).

  • (3) - SHREIR (L.L.) et coll. -   Corrosion.  -  Newnes-Butterworths (1976).

  • (4) - UHLIG (H.H.) -   Corrosion and corrosion control.  -  3rd ed. Wiley (1995).

  • (5) - BÉRANGER (G.), DABOSI (F.) -   Corrosion et protection des Métaux (École d'été des Houches).  -  Les Éditions du CNRS (1982). Notamment pour l'analyse de la notion d'objectif, et l'empilement des divers types de choix successifs menant à une décision finale.

  • (6) - AUDISIO (S.), CAILLET (M.), GALERIE (A.), MAZILLE (H.) -   Traitements de surface et protection contre la corrosion (École d'été d"Aussois).  -  EDP...

1 Bases de données, CD Rom, etc.

Voir la liste des publications détaillée sur le site de la fédération européenne de corrosion http://www.efcweb.org.

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1.1 Guides interactifs

AUDISIO (S.). – Le Livre Multimedia de la Corrosion. Version II . INSAvalor (2003). Outil sans doute un peu cher à l'achat, mais sa taille (650 Mo) et sa structure permettent un accès rapide direct à un degré de détail et d'explication probablement sans égal dans cette liste. L'investissement initial devrait donc être rapidement amorti par le gain de temps dans les recherches, et a fortiori si l'information pratique trouvée permet d'éviter une erreur en opération…

À considérer également comme un éventuel support informatique de transfert d'expérience, et donc de gestion d'un savoir faire spécifique durable en corrosion (tarifs dégressifs pour achat en nombre). Grâce au nombre et à la qualité des photos de cas réels accompagnant les explications, ce CD peut également servir de logiciel d'autoformation, aussi bien pour débutants que pour des spécialistes chevronnés devant aborder de nouveaux sujets (pour plus de détails, voir le site http://www.cdcorrosion.com).

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1.2 Bases de données en ligne

• ASM Handbook Volumes 13 A, B, C. http://www.products.asminternational.org

• Données...

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