Comprendre les 5 types courants de corrosion de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable est connu pour sa résistance à la rouille. Le principal élément d'alliage de l'acier inoxydable est le chrome (Cr). Ce n'est que lorsque la teneur en chrome atteint un certain niveau que l'acier inoxydable peut présenter une résistance à la corrosion. En règle générale, la teneur en chrome de l'acier inoxydable doit être d'au moins 10,5%.

Illustration d'un revêtement de cloche sur une surface en acier inoxydable

Le mécanisme qui sous-tend la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est connu sous le nom de théorie du film passif, selon laquelle un film passif ultrafin, solide, fin et stable, riche en chrome, se forme à sa surface, bloquant l'infiltration et l'oxydation des atomes d'oxygène, assurant ainsi une protection contre la corrosion.

De nombreuses personnes pensent que "l'acier inoxydable ne rouille pas", mais cette affirmation est erronée. Dans certaines conditions, l'acier inoxydable peut toujours se corroder.

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Il est important de noter qu'en comprenant les différents types de corrosion qui peuvent affecter l'acier inoxydable, des mesures peuvent être prises pour minimiser les pertes en cas de corrosion de l'acier inoxydable.

La plupart des dommages causés par la corrosion de l'acier inoxydable sont des corrosions localisées, dont les types les plus courants sont les suivants corrosion intergranulaire (9%), la corrosion par piqûres (23%) et la corrosion sous contrainte (49%).

L'acier inoxydable offre souvent une résistance adéquate à la corrosion dans de nombreuses applications industrielles. D'après l'expérience pratique, outre les défaillances mécaniques, la corrosion de l'acier inoxydable se caractérise principalement par une corrosion locale (telle que la fissuration par corrosion sous contrainte, la corrosion par piqûres, la corrosion intergranulaire, la fatigue par corrosion et la corrosion caverneuse). Ces formes de corrosion locale représentent plus de la moitié des cas de défaillance. En réalité, bon nombre de ces défaillances peuvent être évitées grâce à une bonne sélection des matériaux.

La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) : 

La fissuration par corrosion sous contrainte (FCC) est un terme général qui désigne la défaillance combinée d'alliages soumis à des contraintes, causée par la propagation de fissures importantes dans des environnements corrosifs. Bien qu'elle ait généralement l'apparence d'une fracture fragile, la fissuration par corrosion sous contrainte peut toujours se produire dans des matériaux à haute ténacité. Les conditions nécessaires à la formation d'une fissure par corrosion sous contrainte sont la présence d'une contrainte de traction (résiduelle ou externe, ou les deux) et d'un type spécifique de milieu corrosif. La formation et la croissance de la fissure sont généralement perpendiculaires à la direction de la contrainte de traction, et le niveau de contrainte requis pour la fissuration par corrosion sous contrainte est beaucoup plus faible que celui nécessaire à la rupture en l'absence d'un milieu corrosif.

Au microscope, les fissures qui traversent les grains sont appelées fissures transgranulaires, tandis que les fissures qui suivent les limites des grains sont appelées fissures intergranulaires. Lorsque la fissuration par corrosion sous contrainte atteint une certaine profondeur (à partir de laquelle la contrainte dans le matériau sous charge atteint sa contrainte de rupture dans l'air), le matériau se rompt comme il le ferait avec des fissures normales (dans les matériaux ductiles, généralement par l'agrégation de défauts microscopiques). La section d'une pièce qui se rompt à cause de la fissuration par corrosion sous contrainte contient donc à la fois la zone caractéristique de la fissuration par corrosion sous contrainte et la zone "riche en ténacité" associée à l'agrégation de micro-défauts.

Corrosion ponctuelle :

Il s'agit d'un type de corrosion localisée qui entraîne la corrosion.

Corrosion intergranulaire :

Les limites intergranulaires sont les limites entre les différentes orientations cristallographiques des éléments intergranulaires désordonnés et décalés. Par conséquent, ils sont propices à la ségrégation de divers éléments solutés ou à la précipitation de composés métalliques (tels que les carbures et les phases δ) dans l'acier. Dans certains environnements corrosifs, il n'est pas rare que les joints de grains se corrodent en premier, ce qui entraîne un type de corrosion connu sous le nom de corrosion intergranulaire. Ce type de corrosion peut se produire dans la plupart des métaux et alliages dans des milieux corrosifs spécifiques.

Corrosion par crevasses :

La corrosion caverneuse est un type de corrosion localisée qui se produit dans les zones où une solution est stagnante ou dans les surfaces protégées. Ce type de corrosion peut se produire au niveau des joints entre métal et métal ou métal et non-métal, comme aux points de contact avec les goujons, les boulons, les joints d'étanchéité, les sièges de soupape, les dépôts de surface libres et les organismes marins.

Corrosion générale :

La corrosion générale désigne la corrosion qui se produit sur toute la surface d'un alliage de manière relativement uniforme. Ce type de corrosion peut entraîner un amincissement progressif du matériau et, dans les cas les plus graves, rendre le matériau inutilisable en raison de la corrosion. L'acier inoxydable peut subir une corrosion générale dans les acides forts et les alcalis. Les problèmes de défaillance causés par la corrosion générale ne sont pas aussi préoccupants car ce type de corrosion peut généralement être prédit par de simples tests d'immersion ou en consultant la littérature sur la corrosion.