Les métaux sont largement utilisés dans de nombreuses industries. Les concepteurs de produits utilisent souvent des métaux résistants à la corrosion dans diverses applications, qu'il s'agisse de pièces pour l'aérospatiale, de matériel maritime, d'instruments de musique, d'échangeurs de chaleur ou de composants structurels.
Bien que ces métaux présentent une excellente résistance à la chaleur et à la structure, leur résistance à la corrosion peut varier.
Il est donc essentiel d'utiliser les métaux présentant la meilleure résistance à la corrosion pour des besoins spécifiques.
Cet article présente plusieurs métaux courants résistants à la corrosion.
Qu'est-ce qu'un métal résistant à la corrosion ?
Les métaux résistants à la corrosion sont des matériaux qui ont une forte résistance à la dégradation chimique causée par l'humidité, l'oxygène ou d'autres substances. Ils ne rouillent pas.
Ces métaux (tels que l'acier inoxydable, l'aluminium, le titane et certains alliages) forment des couches protectrices d'oxyde ou de passivation sur leurs surfaces pour empêcher la dégradation.
Cette caractéristique les rend idéales pour une utilisation dans des environnements difficiles tels que la marine, le traitement chimique et la construction en extérieur, où la durabilité et la longévité sont cruciales.
Métaux courants résistants à la corrosion
Il existe de nombreux types de métaux résistants à la corrosion, chacun ayant des propriétés et des utilisations uniques.
Aluminium
L'aluminium est un métal standard utilisé dans de nombreuses applications. Il présente une excellente résistance à la corrosion grâce à la couche d'oxyde passivante qui se forme à sa surface.
Les alliages d'aluminium 1xxx, 3xxx et 5xxx présentent la plus forte résistance à la corrosion, bien que la plupart des alliages d'aluminium de cette série offrent une résistance chimique élevée.
Série 1xxx: Cette série contient jusqu'à 99% d'aluminium pur et offre une excellente résistance à la corrosion dans les applications typiques.
Série 3xxx: Cette série utilise le manganèse comme principal élément d'alliage, ce qui rend sa résistance à la corrosion inférieure à celle de l'aluminium 1xxx. Cependant, elle est très ductile et convient bien aux applications de formage à froid qui requièrent une résistance à la corrosion.
Série 5xxx: Cette série a une teneur élevée en manganèse, ce qui lui confère une résistance à la corrosion similaire à celle de l'aluminium 3xxx.
Série 6xxx: Cette série offre un équilibre entre la résistance à la corrosion, la solidité et l'usinabilité, ce qui la rend populaire pour les applications structurelles.
Alliages à haute température
Il s'agit de métaux haute performance spécialement conçus pour offrir une excellente résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques à haute température. Ces alliages sont utilisés dans les applications énergétiques et aérospatiales.
Alliages à haute température à base de cobalt: Ils présentent une excellente résistance à la corrosion thermique, avec un point de fusion plus élevé que les autres alliages à haute température.
Alliages haute température à base de nickel: Ce sont les alliages haute température les plus couramment utilisés car ils sont généralement moins chers que les alliages à base de cobalt. Ils offrent une grande solidité et une excellente résistance à la corrosion.
Alliages haute température à base de fer: Ces alliages présentent une résistance élevée à la corrosion et une grande solidité à température ambiante. Ils sont plus économiques que les alliages à base de nickel et de cobalt.
Cuivre et alliages de cuivre
Le cuivre pur et ses alliages sont connus pour leur résistance à la corrosion. Les alliages de cuivre les plus courants sont le bronze (cuivre et étain) et le laiton (cuivre et zinc).
Laiton:
Le laiton est un alliage à base de cuivre dont le zinc est l'élément principal, avec parfois de petites quantités de plomb, de fer ou d'aluminium.
Le laiton présente une bonne résistance à la corrosion dans la plupart des environnements atmosphériques.
Le cuivre réagit avec l'oxygène de l'air pour former une fine couche protectrice d'oxyde de cuivre, qui ralentit l'oxydation. Le zinc contenu dans le laiton contribue à améliorer sa résistance à la corrosion en formant une couche dense de sels de zinc qui protège le métal.
Bronze:
Le bronze est principalement un alliage de cuivre et d'étain et présente une bonne résistance à la corrosion.
L'étain contenu dans le bronze contribue à former un alliage stable avec le cuivre, améliorant ainsi la résistance à la corrosion. Dans l'air, l'eau douce et l'eau de mer, le bronze forme une couche de passivation dense qui empêche la poursuite de la corrosion, protégeant ainsi le métal à l'intérieur.
Certains objets anciens en bronze en Chine, enterrés depuis des milliers d'années, sont encore bien conservés, ce qui témoigne de l'excellente résistance à la corrosion du bronze.
Acier inoxydable
L'acier inoxydable est un métal résistant à la corrosion couramment utilisé. Les éléments de son alliage déterminent son niveau de résistance à la corrosion.
L'acier inoxydable présente une excellente résistance à la corrosion, ce qui le rend adapté aux environnements où règnent des températures élevées et des produits chimiques corrosifs.
Le chrome dans l'acier inoxydable forme une couche de passivation protectrice d'oxyde de chrome, empêchant la dégradation.
Les fabricants utilisent divers alliages d'acier inoxydable dans des secteurs tels que l'industrie alimentaire, l'industrie chimique, l'industrie automobile, l'industrie pharmaceutique et la construction. Ces alliages sont classés selon leur microstructure en trois catégories principales :
Acier inoxydable austénitique:
Ces alliages sont généralement des aciers inoxydables de la série 300. Les qualités les plus courantes sont les aciers inoxydables 304 et 316.
L'acier inoxydable austénitique contient généralement 18% de chrome et 8% de nickel, ainsi que de petites quantités de manganèse et d'azote. Ces alliages sont parmi les métaux les plus résistants à la corrosion.
Acier inoxydable ferritique:
Les aciers inoxydables ferritiques appartiennent à la série 400.
Ces alliages contiennent généralement environ 27% de chrome, ce qui améliore leur durabilité. Leur teneur en carbone est plus faible, ce qui les rend plus ductiles.
L'acier inoxydable 430A en est un exemple typique.
Acier inoxydable martensitique:
Il s'agit d'alliages de la série 400, comme l'acier inoxydable 420A. Ils contiennent du chrome 18%, une teneur en carbone plus élevée et pas de nickel.
L'acier inoxydable martensitique est plus dur que les autres métaux résistants à la corrosion, mais il est moins résistant à la corrosion que l'acier de la série 300.
Titane
Le titane est largement utilisé dans l'industrie aérospatiale en raison de son excellent rapport poids/résistance. Il présente également une résistance exceptionnelle à la corrosion, ce qui le rend utile dans les applications industrielles.
Comme d'autres métaux résistants à la corrosion, le titane forme une couche d'oxyde de passivation à sa surface, qui est la clé de sa résistance à la corrosion.
Toutefois, si la couche d'oxyde est endommagée, elle se reformera rapidement en présence d'humidité et d'oxygène.
En raison de son excellente résistance, le titane est couramment utilisé dans des applications telles que l'industrie du chlore et de la soude, où il résiste aux solutions chlorées.
L'acier galvanisé est un métal aux propriétés antirouille. Il est recouvert d'une couche de zinc qui empêche la rouille et l'oxydation ultérieure. Cette couche de zinc empêche l'oxygène et l'eau d'atteindre l'acier sous-jacent.
L'acier au carbone galvanisé offre une excellente résistance à la corrosion, un attrait esthétique et une grande recyclabilité.
Les fabricants utilisent l'acier galvanisé pour les pièces automobiles, les éléments de construction et de nombreuses autres applications nécessitant une résistance élevée à la corrosion.
Méthodes pour améliorer la résistance à la corrosion des métaux
Si un métal peut résister aux effets négatifs des environnements difficiles, il est considéré comme résistant à la corrosion. Les fabricants et les concepteurs de produits suivent souvent des procédures spécifiques pour améliorer la résistance à la corrosion d'un métal, car certains métaux sont plus résistants que d'autres. Voici quelques méthodes standard :
Anodisation
Cette méthode électrochimique forme une couche d'oxyde contrôlable sur des métaux comme le titane et l'aluminium.
L'aluminium anodisé améliore la résistance à la corrosion et peut également être coloré à des fins esthétiques.
Polissage de surface
Le polissage de la surface d'un métal permet d'éliminer les défauts, de créer une surface plus lisse et de réduire la corrosion.
Le polissage de la surface améliore à la fois la résistance à la corrosion et l'apparence.
Peinture au pistolet
La peinture au pistolet crée une couche protectrice sur la surface métallique. Cette couche sert de barrière pour empêcher les éléments corrosifs et l'humidité d'atteindre le métal.
Une bonne préparation de la surface et le choix de la bonne peinture ou du bon revêtement sont essentiels pour obtenir des résultats optimaux.
Placage électrolytique
La galvanoplastie est un procédé électrochimique qui consiste à déposer un métal sur un autre afin d'en améliorer la surface. La couche déposée forme une barrière protectrice qui améliore la résistance à la corrosion.
Les métaux couramment utilisés pour la galvanoplastie sont le nickel, le chrome et le zinc.
