Aciers inoxydables et corrosion intergranulaire

Aciers inoxydables et corrosion intergranulaire

La classe désignée (selon la norme européenne) par EN 1.4571 est un acier inoxydable de type 316Ti. On peut l'appeler la qualité d'acier de base du type 316 (1.4401) avec un additif stabilisant. Cet additif est le titane. Le rôle du titane dans cet acier est fondamental. Il est particulièrement important lorsque le produit est chauffé à une température maximale de 815°C. Lorsque du titane est ajouté, le risque de corrosion intercristalline est réduit. Le titane, associé au carbone, crée des carbures appropriés qui empêchent la formation de carbures de chrome. Cela permet de maintenir la concentration de chrome à un niveau constant – de sorte que la corrosion intergranulaire ne se produit pas.

Qu'est-ce que la corrosion intergranulaire (intergranular corrosion)?
Elle se produit lorsque la solution attaque les limites du grain sans perturber l'intérieur du grain. Ce phénomène est également connu sous le nom de dissolution sélective des joints de grains ou des zones adjacentes en raison du processus de corrosion. Le déclencheur de ce processus est la différence de potentiel entre le joint de grain appauvri en Cr (chrome) dans le cas des carbures de chrome – l'anode – et l'inclusion, la phase intermétallique ou les impuretés qui se forment au joint de grain. Elle dépend de la composition chimique et du traitement thermique. Cette corrosion progresse de la surface vers les profondeurs du métal. La résistance et la ductilité diminuent alors rapidement. Un échantillon de matériau affecté par cette corrosion n'émet aucun son métallique et, lorsqu'on tente de le plier, il se fissure. Dans certains cas, il peut se transformer en poudre. Ce type de corrosion est très dangereux. L'étendue exacte de cette corrosion est très difficile à déterminer. Cette corrosion est évaluée par un examen microscopique et par la mesure de l'augmentation de la résistance électrique.

Il existe également un autre moyen de lutter contre la corrosion intergranulaire. Il s'agit d'une réduction radicale de la concentration de carbone dans l'acier. Cette limitation va jusqu'à 0,03 %. Cela a conduit au développement d'une autre qualité d'acier, appelée 316L (1.4404). Par rapport à la classe de base 316 (1.4401), la concentration en carbone a été considérablement réduite. Grâce à ces traitements, les aciers 316Ti et 316L présentent une résistance accrue à la corrosion intergranulaire.

Le titane contenu dans la classe d'acier 316Ti (EN 1.4571) augmente les performances mécaniques à des températures élevées, supérieures à 590 °C. Par conséquent, lorsque l'environnement de l'application est exposé à des températures élevées, l'utilisation de l'acier dans la classe 1.4404 n'est pas entièrement justifiée. De même, dans un environnement à température ambiante, la classe 1.4571 présente une déformabilité inférieure à celle de l'acier 1.4404. En outre, la classe 316Ti est plus difficile à polir et présente une usinabilité inférieure à celle du 316L. Ceci est dû à la présence de carbures de titane dans le 1.4571. La soudabilité des deux aciers (316Ti et 316L) est similaire. Les différences dans ce domaine ne sont pas très notables.

Les aciers inoxydables 1.4404 et 1.4571 ont été testés à très basse température. Les résultats montrent que les deux qualités peuvent être utilisées en cryogénie, où une résistance élevée aux chocs est requise. À des températures inférieures à 200 °C, les classes d'acier à faible teneur en carbone telles que 1.4301 et 1.4404, entre autres, sont recommandées.

Contrairement aux aciers austénitiques classiques, les aciers duplex et super duplex présentent une résistance à la traction beaucoup plus élevée. Elle est habituellement d'environ deux fois la limite d'élasticité, alors que pour les aciers austénitiques, cette relation n'est que d'environ 0,35. La comparaison est en faveur de l'acier duplex, car la limite d'élasticité est la principale grandeur de conception pour les ingénieurs. En cas de fonctionnement à des températures élevées, une diminution de la limite d'élasticité est à prévoir, en raison de l'affaiblissement de l'effet de renforcement de l'azote. Ceci est dû au fait que les atomes d'azote dissous dans l'austénite deviennent plus mobiles et donc moins capables de bloquer le mouvement des dislocations.