Top 5 des matériaux résistants à la corrosion que tout fabricant doit connaître

Comment choisir le bon matériau résistant à la corrosion

La sélection des matériaux est une étape cruciale de tout processus de fabrication. Choisir le bon matériau est si important car il définit les propriétés chimiques et mécaniques du composant, influence significativement sa longévité et assure son bon fonctionnement. Les matériaux résistants à la corrosion jouent un rôle majeur grâce à leurs propriétés et leur absence de réactivité face aux conditions environnementales agressives et produits chimiques.

Par exemple, de nombreux composants aérospatiaux sont fabriqués en titane, tungstène et fibre de carbone car ces matériaux sont très résistants, légers et flexibles. Malheureusement, ils peuvent réagir entre eux et causer de la corrosion galvanique au fil du temps, corrosion localisée où s'opère un échange d'ions entre matériaux. Ici, les matériaux résistants à la corrosion préservent l'intégrité des pièces dans l'une des industries les plus strictement réglementées.

D'un point de vue environnemental, les sources d'énergie solaire et éolienne sans pollution sont vulnérables aux conditions difficiles ; les matériaux résistants à la corrosion protègent leurs composants critiques des dommages dans le temps. Cela aide les fabricants à construire sereinement des composants pour énergies alternatives et à contribuer à une économie plus durable. Pour les ingénieurs cherchant à protéger leurs pièces des milieux corrosifs (acides, sels) ou de la dégradation 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, ductilité et haute résistance. Les qualités anticorrosion sont directement liées à leur teneur en chrome et nickel — plus ces éléments sont présents, plus la résistance augmente.

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

Avec son point de fusion élevé et sa capacité à supporter de hautes pressions, ce matériau convient aussi à la construction, la construction mécanique et la fabrication de conteneurs de stockage. Les nuances 304, 430 et 316 sont les plus couramment spécifiées, la 316 étant le choix de prédilection pour les environnements marins sévères.

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

2. Aluminium

Les alliages d'aluminium sont non toxiques, 100 % recyclables, ont un excellent rapport résistance/poids, une haute conductivité thermique et électrique, et sont facilement usinables. 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 forme un film d'oxyde d'aluminium à la surface, protégeant de la corrosion. L'aluminium 5052-H32 est plus résistant à la corrosion que d'autres variétés et forme une finition lisse et brillante.

Ce processus d'oxydation peut être finement contrôlé par anodisation. L'aluminium est aussi l'un des rares matériaux innovants pour la fabrication additive naturellement résistants à la corrosion. L'anodisation est une finition contrôlée à faible coût, largement utilisée, qui permet aussi d'ajouter de la couleur pour plus de personnalisation.

L'aluminium est fréquemment utilisé dans l'aérospatial, les panneaux de carrosserie automobile, les applications sensibles à l'eau salée, et autres situations requérant un matériau haute performance. Les fabricants devraient envisager l'aluminium pour un matériau résistant à la corrosion abordable, tout en gardant à l'esprit que sa fabrication peut être salissante et délicate.

3. Métaux tendres (métaux rouges)

Les métaux tendres, ou métaux rouges, incluent le cuivre et ses alliages, laiton et bronze. Le cuivre est malléable, ductile, excellent conducteur thermique et électrique. Ces métaux assurent une résistance à la corrosion tout au long du cycle de vie du composant. Le cuivre ne se corrode pas ; en s'oxydant, il forme une couche externe verte appelée patine, qui protège la pièce.

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

4. Polypropylène

Les métaux ne sont pas les seuls matériaux résistants à la corrosion. Le polypropylène, l'un des plastiques les plus populaires dans l'industrie et surtout pour pièces automobiles, est l'un des plastiques les plus résistants à la corrosion.

Ce polymère thermoplastique est surnommé « l'acier de l'industrie du plastique » pour sa ténacité, sa capacité à supporter de fortes pressions physiques et sa résistance à une large gamme d'éléments corrosifs : huiles, solvants, eau, bactéries, etc. Le polypropylène haute densité (HDPE) offre une résistance à la traction plus élevée et une plage de température de travail étendue.

Cependant, sa haute inflammabilité et son coefficient thermique élevé limitent son utilité pour applications haute température. Notons aussi que le polypropylène est sensible à l'oxydation, à la dégradation UV et à certains solvants chlorés.

5. Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le PTFE, connu sous la marque Teflon, est un thermoplastique d'ingénierie résistant aux produits chimiques et à la corrosion, avec le coefficient de frottement le plus bas de tout matériau solide connu. Le PTFE est hydrophobe (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 : revêtements antiadhésifs pour ustensiles de cuisine, revêtements antifriction pour applications médicales et industrielles. Grâce à son faible frottement, il sert à fabriquer roulements, engrenages, plaques de glissement, joints, et autres petites pièces critiques. Le PTFE est aussi utilisé dans les composites fibres de carbone et fibre de verre.

Le PTFE a toutefois des limites : difficile à assembler, sensible au fluage, à l'abrasion et aux radiations. Les fumées dégagées peuvent être toxiques en milieu clos. Il est préférable de consulter un partenaire de fabrication expérimenté avant toute décision majeure sur les matériaux.

Obtenez des conseils d'experts sur la sélection des matériaux

La résistance à la corrosion est un trait extrêmement recherché, notamment dans les industries des semi-conducteurs, de l'énergie, de l'aérospatial et de l'automobile. Il existe une large gamme de matériaux résistants à la corrosion, dont les cinq cités, et les équipes produit doivent faire leur devoir de diligence lors de la sélection pour s'assurer de répondre à leurs exigences uniques.

Un partenaire de fabrication numérique expérimenté comme Fast Radius peut aider les équipes à répondre aux questions les plus difficiles tout au long du développement produit. Métal ou plastique ? Le polypropylène vaut-il l'acier inoxydable ? 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 sur le long terme. Contactez-nous dès aujourd'hui.

Pour plus d'informations sur les matériaux en fabrication additive et comment choisir le meilleur pour votre prochain projet, consultez les articles connexes du centre d'apprentissage Fast Radius.

Prêt à fabriquer vos pièces avec Fast Radius ?

Demandez votre devis