Comprendre la Résistance à la Corrosion de l'Acier Inoxydable

L'acier inoxydable est connu pour sa résistance à la corrosion dans de nombreux environnements où les aciers au carbone et les aciers à outils faiblement alliés corroderaient. (Lecture de fond : Introduction aux Aciers Inoxydables.) La résistance à la corrosion résulte d'une couche d'oxyde très fine (environ 5 nanomètres) à la surface de l'acier. Cette couche d'oxyde est appelée couche passive car elle rend la surface électrochimiquement passive en présence d'environnements corrosifs.

La couche passive se forme grâce au chrome ajouté à l'acier inoxydable. L'acier inoxydable doit contenir au moins 10,5 % de chrome pour que la couche passive se forme. Plus il y a de chrome, plus la couche passive devient stable, et meilleure est la résistance à la corrosion. (Pour en savoir plus sur le chrome, voir Le Rôle du Chrome dans la Corrosion Intergranulaire.) D'autres éléments comme le nickel, le manganèse et le molybdène peuvent être ajoutés pour améliorer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable.

Une autre exigence pour la formation et le maintien de la couche passive est que la surface de l'acier doit être exposée à l'oxygène. La résistance à la corrosion est maximale lorsque l'acier est franchement exposé et que la surface est maintenue exempte de dépôts. Si la passivité est détruite dans des conditions qui ne permettent pas la restauration du film passif, alors l'acier inoxydable corrodera comme un acier au carbone ou faiblement allié. Par exemple, recouvrir une partie de la surface — par exemple, par biofouling, peinture ou installation d'un joint — produit une région appauvrie en oxygène sous la zone recouverte. La région appauvrie en oxygène est anodique par rapport à la surface franchement exposée et bien aérée, ce qui peut entraîner la corrosion de la région recouverte.

Dans certaines circonstances, la couche passive peut se rompre en points localisés sur une surface d'acier inoxydable bien exposée. Lorsque cela se produit, le métal peut corroder dans ces points localisés. C'est ce qu'on appelle la corrosion par piqûres. Une cause courante de corrosion par piqûres est l'exposition à des environnements aqueux contenant des chlorures. Exemples : atmosphères côtières, sel de déneigement combiné à l'eau de pluie, et même eau du robinet contenant des niveaux élevés de chlorure.

Lors de la fabrication de composants ou structures en acier inoxydable, il est possible de dégrader la résistance à la corrosion. Cela se produit lorsque les aciers inoxydables austénitiques (ex. grade 304) sont exposés à des températures entre environ 797 °F (425 °C) et 1 598 °F (870 °C). Si le temps d'exposition est trop long, les zones près des joints de grain du métal perdent leur résistance à la corrosion et peuvent être attaquées préférentiellement lorsqu'elles sont exposées à un environnement corrosif. Les grains se détachent et le métal perd de sa résistance. L'augmentation de la sensibilité à la corrosion par ce changement de microstructure est appelée sensibilisation.