5 des matériaux résistants à la corrosion les plus performants

Comment choisir le bon matériau résistant à la corrosion

La sélection des matériaux est un élément crucial de tout processus de fabrication. Le choix du bon matériau est si important car le matériau définit les propriétés chimiques et mécaniques du composant en cours de fabrication, peut influencer de manière significative la longévité du composant et garantit que la pièce fonctionne correctement. Les matériaux résistants à la corrosion jouent un rôle important dans la fabrication en raison de leurs propriétés matérielles et de leur manque de réactivité aux conditions environnementales difficiles et aux produits chimiques.

Par exemple, de nombreux composants aérospatiaux sont fabriqués à partir de titane, de tungstène et de fibre de carbone, car ces matériaux sont très solides, mais légers et flexibles. Malheureusement, ces matériaux peuvent réagir entre eux et provoquer une corrosion galvanique dans le temps, une corrosion localisée où il y a un échange d'ions entre les matériaux. Ici, les matériaux résistants à la corrosion préservent l'intégrité des pièces dans l'une des industries les plus strictement réglementées au monde.

D'un point de vue environnemental, les sources d'énergie solaire et éolienne non polluantes sont vulnérables aux conditions difficiles et les matériaux résistants à la corrosion aident à protéger leurs composants critiques contre les dommages au fil du temps. Cela aide les fabricants à construire en toute sécurité des composants pour des sources d'énergie alternatives et à contribuer à une économie plus durable. Pour les ingénieurs qui cherchent à protéger leurs pièces des milieux corrosifs tels que les acides et les sels, ou de la dégradation par les UV, voici les meilleurs matériaux résistants à la corrosion à considérer.

Exemples de matériaux résistants à la corrosion

1. Acier inoxydable

Les alliages d'acier inoxydable sont réputés pour leur résistance à la corrosion, leur ductilité et leur haute résistance. Les qualités de résistance à la corrosion des aciers inoxydables sont directement liées à leur teneur en chrome et en nickel ; un plus grand nombre de ces éléments sont en corrélation avec une résistance accrue.

La plupart des alliages d'acier inoxydable actuellement sur le marché contiennent au moins 18 % de chrome. Lorsque le chrome s'oxyde, il forme une couche protectrice d'oxyde de chrome à la surface de la pièce métallique, qui à la fois empêche la corrosion et empêche l'oxygène d'atteindre l'acier sous-jacent.

Étant donné que ce matériau a un point de fusion élevé et peut supporter et supporter une pression élevée, il est également bien adapté à la construction, à la construction de machines et à la fabrication de conteneurs de stockage. Les aciers inoxydables 304, 430 et 316 sont les nuances d'acier inoxydable les plus couramment spécifiées, le 316 étant la nuance de choix pour les environnements marins difficiles.

Cependant, la durabilité et la haute résistance à la corrosion de l'acier inoxydable ont un prix élevé, ce qui les rend prohibitifs pour certains fabricants. De plus, les alliages d'acier inoxydable peuvent être difficiles à travailler, en particulier en soudage, en raison de leur point de fusion élevé.

2. Aluminium

Les alliages d'aluminium sont non toxiques, 100 % recyclables, ont un rapport résistance/poids élevé, ont une conductivité thermique et électrique élevée et sont facilement usinables. De plus, l'aluminium est unique car c'est l'un des rares matériaux naturellement résistants à la corrosion.

Ce matériau contient peu ou pas de fer, il ne peut donc pas rouiller, bien qu'il puisse s'oxyder. Lorsqu'un alliage d'aluminium est exposé à l'eau et s'oxyde, un processus appelé auto-passivation, un film d'oxyde d'aluminium se forme à la surface de la pièce et la protège de la corrosion. L'aluminium 5052-H32 est plus résistant à la corrosion que les autres variétés d'aluminium et forme une finition brillante et lisse.

Ce processus d'oxydation peut également être étroitement contrôlé par un processus appelé anodisation. De plus, l'aluminium est unique car c'est l'un des rares matériaux innovants pour la fabrication additive qui soit naturellement résistant à la corrosion. L'anodisation est une finition contrôlée à faible coût qui est largement utilisée. Ce processus permet également d'ajouter de la couleur à la pièce, permettant une personnalisation supplémentaire pour différents cas d'utilisation.

L'aluminium est fréquemment utilisé dans les applications aérospatiales, les panneaux de carrosserie automobile, les applications sensibles à l'eau salée et d'autres situations où un matériau haute performance est requis. Les fabricants devraient envisager d'utiliser de l'aluminium s'ils ont besoin d'un matériau résistant à la corrosion abordable, tout en gardant à l'esprit que la fabrication de l'aluminium peut être salissante et difficile à travailler.

3. Métaux tendres

Les métaux mous, ou métaux rouges, comprennent les matériaux résistants à la corrosion comme le cuivre et ses alliages, le laiton et le bronze. Le cuivre est malléable, ductile et un excellent conducteur de chaleur et d'électricité. Ces métaux peuvent assurer une résistance à la corrosion tout au long du cycle de vie d'un composant donné. . Le cuivre ne se corrode pas avec le temps ; lorsqu'il s'oxyde, il forme une couche externe verte appelée patine, qui protège la pièce d'une corrosion supplémentaire.

Le cuivre joue également un rôle clé dans la fabrication de pièces pour les systèmes d'énergie renouvelable. Le cuivre étant un excellent conducteur thermique et électrique, les systèmes alimentés par du cuivre transmettent l'énergie plus efficacement et avec un impact environnemental moindre.

4. Polypropylène

Les métaux ne sont pas les seuls matériaux résistants à la corrosion disponibles. Le polypropylène, l'un des plastiques les plus populaires dans l'industrie manufacturière, est un plastique particulièrement courant pour la production de pièces automobiles. C'est aussi l'un des plastiques les plus résistants à la corrosion.

Cette résine polymère thermoplastique a été surnommée «l'acier de l'industrie du plastique» pour sa ténacité, sa capacité à résister à des niveaux élevés de pression physique et sa résistance à une large gamme d'éléments corrosifs tels que l'huile, les solvants, l'eau, les bactéries, etc. Le polypropylène haute densité (PEHD) offre une résistance à la traction plus élevée et une plage de températures de travail accrue.

Cependant, la haute inflammabilité et le coefficient thermique élevé de ce matériau limitent son utilité pour les applications à haute température. De plus, il est important de noter que le polypropylène est sensible à l'oxydation, à la dégradation par les UV et à certains solvants chlorés.

5. Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le PTFE, communément appelé par son nom de marque Teflon, est un thermoplastique technique résistant aux produits chimiques et à la corrosion avec le coefficient de frottement le plus bas de tous les matériaux solides connus. Le PTFE est hydrophobe, ce qui signifie qu'il n'absorbe pas l'eau et possède un bon pouvoir isolant électrique dans les environnements chauds et humides.

Le PTFE est surtout connu pour ses applications commerciales et médicales - créant des revêtements antiadhésifs pour les casseroles et poêles et fournissant un revêtement anti-friction pour les applications médicales et industrielles. Grâce à son faible frottement, ce matériau est utilisé pour fabriquer des roulements, des engrenages, des plaques coulissantes, des joints et d'autres petites pièces essentielles aux applications industrielles. Le PTFE est également fréquemment utilisé dans les composites de fibre de carbone et de fibre de verre.

Pourtant, le PTFE a ses limites. Ce matériau est difficile à assembler et il est sensible au fluage, à l'abrasion et aux radiations. De plus, les fumées dégagées par le PTFE peuvent être toxiques dans des environnements fermés. Il est préférable de consulter un partenaire de fabrication expérimenté avant de prendre des décisions importantes concernant les matériaux.

Obtenez des conseils d'experts sur la sélection des matériaux

La résistance à la corrosion est une caractéristique extrêmement souhaitable, en particulier dans les industries des semi-conducteurs, de l'énergie, de l'aérospatiale et de l'automobile. Il existe une large gamme de matériaux résistants à la corrosion parmi lesquels choisir, y compris les cinq mentionnés ci-dessus, et les équipes de produits doivent faire preuve de diligence raisonnable lors de la sélection des matériaux pour s'assurer qu'ils répondent aux exigences uniques de leur projet.

Un partenaire de fabrication numérique expérimenté, comme Fast Radius, peut aider les équipes de produits à répondre aux questions les plus difficiles tout au long du processus de développement de produits. Faut-il utiliser du métal ou du plastique ? Le polypropylène est-il aussi performant que l'inox ? Notre équipe a des années d'expérience dans la fabrication additive et traditionnelle, et nous aiderons chaque client à choisir le matériau résistant à la corrosion qui protégera ses pièces à long terme. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.

Pour plus d'informations sur les matériaux utilisés dans la fabrication additive et sur la manière de choisir le meilleur pour votre prochain projet, consultez les articles de blog correspondants dans le centre d'apprentissage Fast Radius.

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