Résistance à la corrosion aqueuse des alliages de nickel

Le nickel offre un ensemble de propriétés qui en font un métal très important. Il est relativement abondant sur la terre, très ductile, il possède un haut point de fusion et il est capable de dissoudre une importante quantité d'éléments d'addition tout en conservant la structure austénitique. C'est pourquoi, un grand nombre d'alliages de nickel ont été développés et brevetés depuis le début du XX ^e siècle. Certains d'entre eux, présentant une remarquable résistance à la corrosion à haute température, ont permis le développement des turbines aéronautiques ou terrestres, d'autres, pour leur résistance à la corrosion aqueuse, ont été des éléments importants du développement de la chimie moderne. Aujourd'hui, le nickel et ses alliages sont souvent un recours, au même titre que les métaux exotiques, dans les cas de corrosion difficiles dès que les aciers inoxydables, qu'ils soient ferritiques, austéno-ferritiques (duplex, superduplex, hyperduplex), austénitiques ou super- austénitiques, ne peuvent pas convenir pour l'application considérée. Les métallurgistes ont été créatifs, particulièrement au cours de ces dernières décennies et cet article a pour but d'orienter l'utilisateur potentiel vers la meilleure solution. Car tous ces alliages ne sont pas équivalents et un choix judicieux doit être effectué afin de sélectionner le ou les meilleurs alliages de nickel pour une application donnée.

Les alliages de nickel peuvent être classés en plusieurs familles en fonction de la teneur en éléments d'addition principalement le chrome, le molybdène, le tungstène, le cuivre. Le chrome est essentiel pour permettre la passivation en milieu oxydant, alors que le molybdène et le tungstène assurent la résistance aux milieux réducteurs. Ces familles permettent de regrouper les alliages présentant des caractéristiques de passivation sensiblement équivalentes en fonction des potentiels redox des milieux. Les alliages de nickel peuvent s'envisager pour résoudre différents types de corrosion :

• la corrosion généralisée : les nombreuses comparaisons de résistance à la corrosion généralisée données dans cet article montrent que dans les acides chlorhydrique, fluorhydrique, bromhydrique, nitrique, phosphorique organiques ou les milieux basiques, tous ces alliages ne sont pas équivalents mais qu'il existe presque toujours une solution industrielle envisageable ;

• la corrosion localisée : ils apportent un ensemble de solutions aux problèmes posés par la corrosion localisée initiée par les halogénures, comme l'apparition de piqûres et de corrosion caverneuse ou de fissures par corrosion sous contrainte.

Leur mise en œuvre ne pose pas de problèmes particuliers pour un homme de l'art, mais reste un élément primordial de leur bon comportement.

Dans cet article, nous traiterons de la résistance à la corrosion dans les milieux les plus corrosifs tels que les acides (sulfurique, chlorhydrique, fluorhydrique, bromhydrique, nitrique, phosphorique ainsi que quelques acides organiques), les milieux basiques. Nous montrerons que les alliages de nickel sont résistants à la corrosion localisée (piqûres et corrosion caverneuse) dans les solutions salines et en particulier l'eau de mer. Enfin nous présenterons les caractéristiques de résistance à la corrosion sous contrainte dans des conditions reconnues comme très difficiles, par exemple les solutions chlorurées chaudes, ou les solutions acides en présence de sulfure d'hydrogène.