De la théorie à la pratique

1. De la théorie à la pratique

2. Qu’est qu’un INOX ? C’est un alliage Fer + Carbone ( 1,2 %) + Chrome (> 10,5 %) + parfois d’autres éléments (Ni, Ti, Mn,Mo, Nb)

3. Les différentes familles d’inox - Les inox ferritiques - Les inox austénitiques - Les inox martensitiques • Les inox austéno-ferritiques Dans ces différentes familles par jeu d’ajout d’autres éléments => obtention de plus de 200 nuances d’inox

4. INOX MARTENSITIQUE Martensitique

5. Inox martensitiques PROPRIETES : • Caractéristiques mécaniques très élevées • Bonne résistance à la corrosion • Magnétique EXEMPLES D’APPLICATIONS : • Pompes • Coutellerie

6. INOX FERRITIQUE Martensitique - ferritique

7. Inox ferritiques • PROPRIETES : • Magnétique • Bonne résistance à la corrosion • Bonne résistance à l’oxydation à chaud • EXEMPLES D’APPLICATIONS : • Ballons d’eau chaude • Echappement automobile • Décoration intérieure

8. INOX AUSTENITIQUE Martensitique - ferritique Austénitique

9. Inox austénitiques PROPRIETES : • Excellente résistance à la corrosion • Grande ductilité • Amagnétique EXEMPLES D’APPLICATIONS : • Applications domestiques (éviers..) • Plomberie • Equipement agro-alimentaire • Equipement industrie chimique

10. INOX AUSTENO-FERRITIQUE Martensitique - ferritique Austénitique – austéno-fer.

11. Inox austéno-ferritiques • PROPRIETES : • Magnétique • Hautes caractéristiques mécaniques • Excellente résistance à la corrosion (surtout sous contrainte) EXEMPLES D’APPLICATIONS : • Plate-formes pétrolières • Industries chimiques ou de la pâte à papier

12. Rôle du Chrome : • - Elément essentiel des inox • - Augmente la Résistance à la corrosion • Augmente la résistance à l’oxydation à chaud • Rôle du Nickel : • Stabilise la structure austénitique => facilite la mise en forme • Augmente la résistance à la corrosion généralisée

13. Rôle du Carbone : • Conduit à une sensibilité à la corrosion intergranulaire • Augmente les caractéristiques mécaniques Rôle du Molybdène : - Augmente la résistance à la corrosion dans tous les milieux, en particulier dans les milieux chlorés

14. La normalisation Les inox sont régis par la norme : pr En 10088 (1-2-3) (pour les produits plats et longs) Les inox sont régis par la norme : NF EN 10283 (pour les produits moulés)

15. Normalisation Acier allié 17% de chrome 2% de molybdène X6CrNiMoTi17-12-2 0,06% de carbone 12% de nickel Contient un peu de titane

16. La normalisation 1.4571 N°du groupe de matériau (ici acier) } } n°d’ordre numéro du groupe d’acier : • 1.40XX = inox avec %Ni<2,5 sans Mo, Ti, Nb • 1.41XX = inox avec %Ni<2,5 avec Mo sans Ti,Nb • 1.43XX = inox avec Ni  2,5 sans Mo, Nb ni Ti • 1.44XX = inox avec Ni 2,5 avec Mo, sans Nb ni Ti • 1.45XX = inox avec additions particulières

17. La normalisation * = American Iron and Steel Institute

18. La corrosion • Etat naturel => minerai - Transformation => le métal - Mais évolution du métal  état stable (= oxyde) si présence d’air => Présence de corrosion

19. Inox et corrosion Inox + air humide (ou l’eau) = Oxyde de chrome en surface Oxyde de chrome, stable, imperméable (extérieur et intérieur) appelé couche passive • Oxyde fin (couche non croissante) • Relargage inexistant du Nickel • Restructuration spontanée en cas d’incident sur le matériau

20. Les chlorures Attention, danger :  suivant leur concentration,  la température du milieu  la nature de l’inox La présence d’éléments d’alliage dans l’inox :  Renforce l’action protectrice de la couche passive  Permet l’utilisation dans des milieux plus agressifs

21. Les différents types de corrosion - La corrosion généralisée (milieu, corrosion uniforme) - La corrosion par piqûres (présence de chlorures) - La corrosion sous contrainte (milieu, matériau, contrainte) - La corrosion intergranulaire (carbone, température, milieu) - La corrosion caverneuse (la mise en œuvre, le milieu)

22. La corrosion caverneuse - Naissance : espace confiné, caverne, crevasse - Phénomène lié à la conception ou aux dépôts - Se produit dans les milieux chlorurés -  de la température = facteur aggravant • Existe si on est en présence d’un milieu aéré • => présence d’oxydant ou d’oxygène dissous

23. Les étapes de la corrosion caverneuse • Incubation : aucune altération visible. Durée de quelques jours à quelques mois - Amorçage : corrosion rapide du matériau à l’intérieur de la crevasse - Propagation : développement de la corrosion jusqu’à l’extérieur de la crevasse => destruction prochaine du matériel

24. Mécanisme : A l’intérieur de la crevasse : M  Mn+ + ne- => enrichissement en ions Mn+ = si élimination trop lente Mn+ + nH2O  M(OH)n + nH+ => la [ ] de H+  H+ + Cl- HCl => la [ ]  => le PH  => dépassivation puis corrosion

25. Prévenir la corrosion caverneuse : <=> Eviter les zones confinées • Attention à la mise en œuvre • Penser au nettoyage

26. Protection efficace : Téflon au pinceau

27. La corrosion par piqûres Apparaît dans une zone très restreinte : - rupture de la couche passive dans cette zone • apparition principalement dans les milieux neutres chlorurés • avec présence d’oxygène ou d’un oxydant -  de la température = facteur aggravant

31. Le potentiel de piqûres Potentiel piqûres (Ep) = potentiel électrochimique à partir duquel les piqûres apparaissent - Plus le Ep, plus le matériau sera résistant : Mo et Cr  Ep - Si la concentration en chlorure ou la T°C augmente => Ep

32. Mécanisme de la corrosion par piqûres - Adsorption des chlorures sur la couche passive - Pénétration des chlorures => formation de M+Cl- - Dissolution anodique accélérée par les M+Cl- => rupture du film passif

33. Amorçage des piqûres Sulfures : Les plus nocifs (MnS) Oxydes : Décohésion à l’interface métal/inclusion Carbures : Déchromisation locale =>  résistance à la piqûre • Propreté inclusionnaire (baisse du soufre, du carbone • à l’élaboration) • Ajout de Titane (pour le soufre et le carbone)

34. La corrosion intergranulaire - L’inox est composé de grains - Entre les grains = les zones intergranulaires => Sites favorables aux précipités - Une précipitation particulière : les carbures de chrome (M23C6) => Une sensibilité et donc la corrosion intergranulaire

36. Solutions les inox stabilisés ou bas carbone : Inox austénitiques : Abaisser le % de carbone à l’élaboration (%C < 0,03%) Ajout de stabilisants tels Ti, Nb… OU Inox ferritiques : Abaisser le % de carbone à l’élaboration (%C < 0,03%) Ajout de stabilisants tels Ti, Nb… ET Inox austéno-ferritiques : Insensibles. Si doute, traitement d’hypertrempe entre 1050 et 1150°C

37. La contamination ferreuse Provient dépôts de résidus de fer sur la surface de l’inox . Ils génèrent de la corrosion selon le processus suivant : • une corrosion de ces résidus • une détérioration de la couche passive • une corrosion par piqûres de l’inox

38. Solution contre la contamination ferreuse • Eviter les résidus ferreux : • Utilisation d’outils spécifiques pour les inox • Utilisation de lieux spécifiques pour les inox • Protection du matériel en inox par des bâches ou adhésifs de protection • Décontamination du matériel en inox après la mise en œuvre => traitement à l’aide d’acide identique à celui de la passivation Attention : un bain de passivation ou de décontamination modifie la couleur de l’inox

39. Rangement et repérage : - Matériau et ouvrage doivent impérativement être conditionnés pour éviter la contamination et la pollution

40. Stockage manutention

41. La fabrication - Protection lors des opérations (cisaillage, ébavurage, débit, pliage, perçage….)

42. Le soudage • Type de soudage : A l’électrode enrobé, TIG et MIG • Conception : - bannir les espaces confinés et zones de rétention (corrosion caverneuse) • Réalisation : - éviter ou limiter l’oxydation des soudures - protection envers des soudures (rochage) • - contrôler la pénétration (cavernes) • - décapage et passivation des soudures 8

44. NETTOYAGE EN ATELIER Pour le nettoyage en atelier les produits se trouvent dans le commerce. • DEGRAISSAGE (à base d’acide phosphorique et de tensions actifs) • DECAPAGE • PASSIVATION

45. Le décapage Il permet d’éliminer les oxydes formés durant les opérations de traitements thermiques ou de soudage : • Il se pratique soit par : • immersion dans un bain • dépôt de pâte décapante sur les zones à traiter • par pulvérisation • mécanique et abrasif Les décapages sont impérativement suivis d’un rinçage et d’un sèchage

46. La passivation Les aciers inoxydables se passivent naturellement à l’air libre. La passivation =>moyen rapide d’accélérer le processus de reconstitution de la couche passive à l’aide d’un liquide passivant (à base d’acide phosphorique ou nitrique) • Elle se pratique soit par : • immersion dans un bain • par pulvérisation • par pinceau…. Toujours suivi d’un rinçage

47. Les opérations de décapage, de passivation, de décontamination => • Protection du personnel qui utilise les produits • Protection de l’environnement (tâche possible sur les matériaux environnants et rejets à neutraliser) • Information du personnel des dangers

50. Le collage Les colles : liquides, pâtes, mastic, poudre, films adhésifs, thermoplastiques, thermodurcissables…. Le mouillage : Etalement de la colle sur la surface et pénétration dans les micro-cavités => éviter la formation de bulles. Pour un bon mouillage, les tensions superficielles sont :  colle <  substrat Nota : la tension superficielle correspond à l’énergie qu’il faut fournir à un matériau pour augmenter sa surface extérieure d’une unité