Bibliographie & annexes
Présentation
English
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 8044 de novembre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 8044 (A05-001) : Corrosion des métaux et alliages - Vocabulaire (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2003 (Avril 2020).
La norme ISO 8044 de septembre 2015 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 8044 : Corrosion des métaux et alliages - Vocabulaire (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2001 (Février 2020).
RÉSUMÉ
Les traitements de surface par laser offrent une large gamme de possibilités pour modifier la résistance à la corrosion aqueuse des surfaces métalliques. Après un bref rappel sur les lasers et l’interaction laser-matière, cet article propose des généralités sur la corrosion de ces matériaux métalliques. Il passe ensuite en revue les principes physiques des différents traitements considérés (traitements de fusion superficielle par laser, dépôts et alliages par laser, traitements par ablation et choc-laser). De même, les modifications induites sur les surfaces et leur résistance à différentes formes de corrosion sont également étudiées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Patrice PEYRE : Directeur de recherche CNRS - Groupe Procédés Laser – Laboratoire PIMM, UMR 8006 CNRS – Arts et Métiers Paris-Tech (Paris)
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Vincent VIGNAL : Directeur de recherche CNRS - ICB, UMR 6303 CNRS – Université de Bourgogne (Dijon)
INTRODUCTION
Depuis une quinzaine d'années, le développement de nouvelles sources laser à haute puissance et la réduction des coûts de revient favorisent l'émergence des différents procédés de transformation des matériaux auxquels le laser apporte sa flexibilité et sa facilité de mise en œuvre. C'est le cas des lasers à diode, ou des lasers fibres, qui combinent un faible encombrement, un prix compétitif et des puissances élevées, compatibles avec la plupart des applications traditionnelles des lasers (soudage, découpe, fabrication directe, micro-usinage), y compris les traitements de surface. La transformation superficielle des matériaux métalliques par laser peut se faire dans de nombreux régimes d'interaction distincts, et avec passage par différents états de la matière : solide, liquide, gaz, plasma.
Nous allons passer en revue dans ce qui suit les possibilités de fonctionnalisation des surfaces qu'offrent les lasers de puissance, en se concentrant sur l'amélioration de la résistance à la corrosion aqueuse, et en présentant les principes physiques des différents procédés, les transformations de surface associées et les propriétés finales des pièces dans des environnements plus ou moins agressifs. Nous considèrerons plus spécifiquement les problèmes de corrosion localisée (corrosion intergranulaire, corrosion par piqûre, corrosion sous contrainte, corrosion exfoliante) pour lesquels les lasers ont été le plus souvent envisagés. Enfin, nous distinguerons l'apport spécifique de ces procédés en fonction de la nature des alliages métalliques traités, en considérant essentiellement trois classes de matériaux passivables : les aciers inoxydables, les alliages d'aluminium et les alliages de titane.
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Conclusion
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5. Traitements par ablation et choc-laser
5.1 Principe physique des traitements ablatifs et transformations induites
En régime impulsionnel, et au-delà d'une certaine densité de puissance seuil f th ≍ 108 W/m2, la surface éclairée par laser peut se vaporiser et se transformer en gaz ionisé à haute température et haute pression. On parle alors de « plasma ». Ces plasmas laser ont un grand nombre d'applications potentielles dans le domaine des très hautes intensités (laser mégajoule…), mais peuvent également être utilisés pour la transformation des surfaces, et en particulier pour améliorer les propriétés électrochimiques.
Au sein des traitements de surface par laser mettant en œuvre des phénomènes de vaporisation, les traitements de PLD (Pulsed Laser Deposition ou dépôt assisté par laser pulsé) permettent de réaliser des dépôts minces (< 0,5 μm) de stoechiométrie contrôlée. Dans le principe, un laser impulsionnel génère, dans une enceinte sous ultravide, l'ablation d'une cible métallique, dont les produits d'ablation se déposent sur un antagoniste (le substrat) positionné à quelques cm en vis-à-vis de la cible irradiée. Cette technique permet par exemple d'élaborer des dépôts de verre métallique amorphe à base de Zn à partir d'un substrat d'une cible de même nature . La résistance à la corrosion en milieu acide des dépôts amorphes ainsi formés est cependant plus faible que celle d'un alliage massif équivalent en raison de l'effet combiné de la présence de défauts et de l'épaisseur réduite des dépôts formés (200 nm).
La réalisation de marquages laser en régime ablatif (enlèvement de matière par vaporisation), utilisant des impulsions ultrabrèves (150 fs = 1,5 · 10–13 s), sur des aciers inoxydables biocompatibles (316L pour prothèses et X30Cr13 pour outils chirurgicaux), peut également s'avérer...
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Traitements par ablation et choc-laser
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GLADUSH (G.G.), SMUROV (I.) - Physics of laser materials processing- Theory and Experiments. - Springer Series in Materials Science, 146 (2011).
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(2) - DABOSI (F.), BERANGER (G.), BAROUX (B.) - Corrosion localisée. - Les Éditions de Physique (1994).
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(3) - GALERIE (A.) et coll - Élaboration d'alliages de surface sous irradiation laser. - Materials Science & Engineering, 88, p. 127 (1987).
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(4) - FOUQUET (F.), MAZILLE (H.), MILLET (J.P.) - Corrosion et traitements laser. - Chapitre 12 de l"ouvrage « Lasers de puissance et traitements des matériaux », Éd. A.B.Vannes Presses Polytechniques et Universitaires Romandes (1991).
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(5) - DANTZIG (J.A.), RAPPAZ (M.) - Solidification. - Engineering Sciences – Materials, Éditions EPFL (2009).
-
(6) - GRAVIER (J.) et coll - The use...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Site de Technogenia, PME spécialisée dans les dépôts WC par laser http://www.technogenia.com
HAUT DE PAGE2 Normes et standards (liste non exhaustive)
ISO 8044 (1999), Corrosion des métaux et alliages – Termes principaux et définitions
ISO 12732 (2006), Corrosion des métaux et alliages – Mesurage de la réactivation électrochimique potentiocinétique par la méthode de la double boucle (dérivée de la méthode de Cihal)
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