Corrosion sèche des métaux - Cas industriels : oxydation, carburation

Abstract

De nombreux procedes industriels necessitent de porter des materiaux a des temperatures superieures a 500  o C. Comme pour les utilisations a temperature ambiante, le choix de ces materiaux est le resultat d’un compromis entre les aspects economique (recherche du moindre cout), technique (tenue mecanique, durete, deformabilite, usinabilite, soudabilite, masse...) et esthetique (design, aspect visuel). L’utilisation a haute temperature engendre neanmoins des contraintes supplementaires. Parmi elles, nous en citerons trois importantes : le fluage, la stabilite microstructurale et la corrosion a haute temperature (ou corrosion seche ). Dans de nombreuses applications, l’augmentation des temperatures de travail permet d’ameliorer les rendements (conversion de l’energie) et/ou de diminuer les nuisances environnementales (consommation d’energie, emission de CO 2 ). Elle conduit cependant a augmenter la corrosion et donc a diminuer la duree de vie des installations. Une adaptation des materiaux a la temperature maximale d’utilisation apparait donc necessaire. Quasiment tous les environnements d’interet technologique contiennent suffisamment d’especes gazeuses chimiquement reactives pour que presque tous les metaux soient thermodynamiquement instables et se transforment donc en oxydes, chlorures, nitrures, carbures, sulfures... La vitesse de corrosion depend alors du produit forme dont la nature est determinee par des interactions complexes entre la composition, la microstructure et la morphologie de surface de l’alliage, la thermochimie de l’environnement et la temperature de reaction. La corrosion seche qui en resulte est constituee d’une part d’une diminution de l’epaisseur du materiau, souvent la cause premiere de la limitation de la duree de vie de l’installation, et d’autre part de la dissolution d’oxygene, d’azote ou de carbone dans l’alliage qui se traduit par une corrosion interne degradant egalement la tenue mecanique et participant donc a la casse des pieces. Nous nous attacherons donc ici a decrire les principaux modes de corrosions seches rencontres dans la pratique et la tenue relative des principaux materiaux metalliques disponibles, c’est-a-dire les metaux a base de Fe, Ni, Cr ou Co, bruts ou revetus. Nota : Cette etude sur la corrosion seche des metaux sera presentee en plusieurs fascicules : — [M 4 224] - Corrosion seche des metaux. Cas industriels : oxydation, carburation ; —  Corrosion seche des metaux- Cas industriels : sulfuration, nitruration - Corrosion seche des metaux. Cas industriels : sulfuration, nitruration ; —  Corrosion seche des metaux- Cas industriels : halogenes - Corrosion seche des metaux. Cas industriels : halogenes ; —  Corrosion seche des metaux- Cas industriels : depots, milieux fondus - Corrosion seche des metaux. Cas industriels : depots ; milieux fondus ; —  Corrosion seche des metaux- Choix des alliages - Corrosion seche des metaux. Choix des alliages ; —  - Corrosion seche des metaux. Cas industriels. Pour en savoir plus. Pour une etude theorique du phenomene, le lecteur se reportera aux articles Corrosion seche des metaux- Methodes d’etude et Corrosion seche des metaux- Mecanismes de ce traite.