LES MATERIAUX ET REVETEMENTS

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1 LES MATERIAUX ET REVETEMENTS

2 1- GENERALITES La norme ISO 8044 définit la corrosion comme suit : La corrosion est une interaction physico-chimique entre un métal et son environnement entraînant des modifications dans les propriétés du métal et souvent une dégradation fonctionnelle du métal luimême, de son environnement ou du système technique constitué par les deux facteurs... Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau (avec ou sans oxygène), tels la rouille du fer et de l'acier ou la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). Cependant, la corrosion est un domaine bien plus vaste qui touche toutes sortes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) dans des environnements variables (milieu aqueux, atmosphère, hautes températures). La corrosion est un problème industriel important car à l'origine d'accidents (rupture de pièces). La corrosion représente la perte de 100 millions de tonne d acier par an (5 fois la production totale française, 15% de la production mondiale!) Le phénomène de la corrosion galvanique est à prendre aussi en considération lorsque qu on parle de corrosion. Souvent négligé ou méconnue, c est un facteur important à connaître. Une partie est consacrée à l explication de ce phénomène à la fin de ce document. 2- TEST AU BROUILLARD SALIN L'essai au brouillard salin, aussi nommé test au brouillard salin, permet d évaluer la résistance à la corrosion de matériaux métalliques, que ce soit avec ou sans revêtement, temporaire ou permanent, de protection contre la corrosion. La conduite de ces essais est décrite par différentes normes (ASTM B1171, DIN , EN ISO Dans tous les cas, les pièces à évaluer sont disposées dans une chambre d'essais dans laquelle une solution salée est vaporisée à une certaine température. L'essai peut être réalisé de façon continue de six à plus de mille heures. Les matériaux les plus résistants à la corrosion peuvent être soumis à des essais plus longs. Les essais aux brouillards salins sont particulièrement utiles pour détecter les discontinuités du type pores ou d autres défauts de certains métalliques, anodiques ou de couches de conversion.

3 NSS : L essai du brouillard salin neutre s applique : aux métaux et leurs alliages, à certains métalliques (anodiques ou cathodiques), à certaines couches de conversion, aux anodiques et aux organiques sur matériaux métalliques. Les essais suivants ne sont généralement pas pratiqués pour des alliages d aluminium traités, mais non peints, car non pertinents sur ces matériaux. AASS : L essai au brouillard salin acétique est particulièrement utile pour les décoratifs de cuivre/nickel /chrome ou de nickel/chrome. CASS : L essai au brouillard salin cupro-acétique s applique particulièrement aux décoratifs de cuivre/nickel/chrome ou de nickel/chrome. ISO 9227 : Probablement la plus complète on y trouve les modes opératoires pour les 3 tests cités ci-dessus et une méthode pour caractériser l agressivité de la chambre sur plaque d acier. (NSS, AASS, CASS). DIN : On y trouve les modes opératoires pour les 3 tests cités ci-dessus (NSS, AASS, CASS). NF A : Cette norme s applique à des dépôts de zinc et zinc allié, déposés sur des substrats ferreux par voie électrolytique ou non, avec ou sans conversion et/ou finition renforcée (NSS). Elle comporte une méthode de mesure de l agressivité sur plaque revêtue de zinc. ASTM B : Traite du test de brouillard salin neutre (NSS). ASTM B : Traite du test de brouillard salin acétique (AASS) ASTM B : Traite du test de brouillard salin cupro-acétique (CASS).

4 NSS AASS CASS Teneur en NaCl 50 g/l ± 5 g/l Teneur en AC. Acétique g/l 1-3 g/l Teneur en CuCl ,205 g/l ph 6-7,2 3,1-3,3 3,1-3,3 Température 35 C ± 2 35 C ± 2 50 C ± 2 Dans ce document et dans notre domaine d activité, seul les tests NSS (Essai au brouillard salin neutre) et AASS (Essai au brouillard salin acétique) nous intéressent. Ils suivent la norme ISO 9227 ASTM B117 et ISO 9227 ASTM B287. Figure1 Chambre d essais au brouillard salin

5 Tableau des différents matériaux et (utilisés dans la fabrication des tiges de vérins hydrauliques ACIM Hydro) DESIGNATION N matière Rm (MPa) Rp 0,2 (MPa) Résilience KV (J) Tenue Brouillard Salin (h) Matériaux Europe (EN) USA (AISI) ASTM B117 ASTM B287 Tige chromée C45 Tige nickel-chrome 20MV6 (30µ Ni + 25µ Cr) Revêtements Oxynitrocarburation (ARCOR) Tenue Chimie Applications J à 20 C 120 h 40 h Applications courantes de base / / J à -20 C 1500 h 500 h J à 20 C 1000 h 350 h / J à 20 C (120 J à -20 C) 2000 h 650 h L J à 20 C 1200 h 400 h L J à 20 C 1450 h 450 h L J à 20 C / / J à 20 C 1450 h 450 h / J à 20 C (140 J à -50 C) 3400 h 1100 h + matériau de base (ex : C45) Dépend du matériau de base 800 h (C45) / Céramique (250µ) + matériau de base Dépend du matériau de base 2000 h / Eau douce Basse Température Très bonne soudabilité Eau douce Attention basse température Eau douce Pétrole Basse température Industrie : Pétrochimique, Nucléaire, Alimentaire Amagnétique Industrie : Pétrochimique, Nucléaire, Alimentaire Amagnétique Industrie Chimique Haute température Pétrole Basse température Pétrole Basse température Amélioration de la résistance à l'usure, au grippage, à la fatigue, contre la corrosion Esthétique (couleur noir opaque) Amélioration de la résistance à l'usure, de la dureté. Résistance aux chocs thermiques. Multiples applications suivant matériaux de bases utilisés

6 qui a pour symbole K, est l aptitude que possède un matériau à résister plus ou moins bien aux chocs. La résistance aux chocs est une des caractéristiques primordiale pour le choix d un matériau notamment dans la construction basse température. La connaissance des caractéristiques mécaniques déduites de l essai de traction peut être insuffisante, puisque des ruptures peuvent être obtenues en dessous de la limite élastique dans des conditions particulières qui rendent le métal fragile. Pour cela des essais sont réalisés sur un mouton-pendule (ex: mouton-pendule Charpy). L essai consiste à rompre une éprouvette entaillée en son milieu et reposant sur deux appuis. On détermine l énergie W absorbée dont on déduit la résilience. Résilience = (énergie absorbée par la rupture W en Joules) / (section au droit de l entaille en cm2) 4- LA CORROSION GALVANIQUE La corrosion galvanique peut se définir simplement par l'effet résultant du contact de deux métaux ou alliages différents dans un environnement corrosif conducteur : on utilise aussi le terme de bimétallisme. Dans chaque solution, il est possible d'établir une "série galvanique", c'est-à-dire un classement des différents métaux et alliages en fonction de ce potentiel mesuré. Lors d'un couplage entre deux métaux ou alliages différents, un courant électronique va s'établir entre eux résultant du court-circuit formé. On observe généralement un accroissement de la corrosion de l'alliage le moins noble et diminution ou suppression de la corrosion de l'alliage le plus noble. La différence de potentiel indique le sens de la menace, mais pas son ampleur, ce n'est donc pas le seul facteur à prendre en compte. La conduction électrique du milieu, la température sont aussi des facteurs importants. Quelques moyens de lutte contre cette corrosion : choisir des couples métalliques dont les éléments sont le plus proches possible dans la série galvanique correspondante, éviter un rapport de surface défavorable, éviter dans la mesure du possible, à l'aide d'un joint, d'un isolant, d'un revêtement,... le contact direct de deux métaux différents, etc.

7 Métal considéré : anode Métal couplé : cathode Les différences de potentiel (ddp) sont établies dans une solution aqueuse à 2% de chlorure de sodium et exprimées en millivolts, suivant la norme française NFE Ce tableau ne traite pas les autres types de corrosion qui peuvent bien évidemment se superposer et attaquer les deux matériaux, y compris le métal couplé (cathode). En dessous du trait pointillé, le métal en ordonnée est attaqué. Remarque : Le métal couplé ne subit pas de corrosion galvanique et bénéficie, au contraire, d un effet de protection galvanique (faible si la différence de potentiel est petite, importante si la différence de potentiel est grande). L effet galvanique est influencé par le rapport de surface des deux métaux : si la surface du métal considéré est la plus petite, sa corrosion augmente, si la surface du métal considéré est la plus grande, sa corrosion diminue.