Comportement électrochimique en milieu salin de revêtements métalliques sur acier, élaborés par PVD à arc cathodique : étude du phénomène de corrosion galvanique
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Metallic coatings are widely used for anticorrosion applications. The use of cadmium so as to protect steel structures is currently strongly regulated because of its toxicity. Therefore, substitute solutions are searched. This is the aim of our study, which is dealing with the characterization of the electrochemical behavior of 4135 steel covered by different metallic coatings (aluminum or titanium) or semi-metallic (titanium nitride or chromium nitride). These coatings have been chosen to achieve two goals: on the one hand search and specify the most appropriate electrochemical method to characterize the galvanic corrosion and, on the other band, understand and control the corrosion behavior of coated steel to enhance it. Our investigations allowed us: - to characterize the importance of galvanic corrosion between bare metals, and between the coating and the substrate, and then to determine, among the whole electrochemical techniques, the one which is the most appropriate to this kind of study. The difficulty to choose a unique electrochemical method for ail kind of coating/substrate couples is underlined and explained. - to specify, thanks to stationary and non-stationary electrochemical methods, the corrosion behavior of coated steel in saline solution. The coating porosity rate is quantified and the influence is measured. - to enhance the corrosion behavior of coated steel by two processes : the first one consists, for monolayer aluminum or titanium coating, in realizing a complementary post oxidation treatment. The second one consists in inserting a compact layer between the coating and the substrate in order to reduce the open porosity rate. Electro less nickel choice as intermediary layer with an external coating of chromium nitride is particularly promising.
Abstract FR:
Les revêtements métalliques sont largement utilisés pour des applications anticorrosion. L'emploi du cadmium pour protéger l'acier est actuellement fortement réglementé en raison d'un écobilan défavorable et des solutions de substitution sont recherchées. Notre étude entre dans ce cadre. Elle porte sur la caractérisation du comportement électrochimique de l'acier 3 5CD4 recouvert de différents revêtements métalliques (aluminium ou titane) ou semi-métalliques (nitrure de titane ou nitrure de chrome). Le choix des revêtements a été guidé par la nécessité de répondre à deux objectifs : d'une part, rechercher et préciser la méthode électrochimique la mieux adaptée pour caractériser le comportement lié à la corrosion galvanique au niveau des pores du revêtement et d'autre part, comprendre et maîtriser le comportement à la corrosion de pièces revêtues en cherchant à améliorer celui-ci. Nos investigations ont permis de : - caractériser l'importance du couplage galvanique entre les matériaux massifs, puis entre le revêtement et le substrat et déterminer, parmi les diverses techniques électrochimiques, celle qui est la mieux adaptée pour ce type d'étude. La difficulté de choisir une méthode expérimentale unique pour tous les couples revêtement/substrat est soulignée et explicitée. - préciser, en faisant appel aux techniques électrochimiques stationnaires et non stationnaires le comportement à la corrosion en milieu NaCl aéré, de pièces en acier revêtues. Le taux de porosité des revêtements a été quantifié et son influence a été mesurée. - améliorer le comportement à la corrosion des pièces revêtues par deux procédés. Le premier consiste, dans le cas d'un revêtement mono-couche Ti ou Al, à réaliser un traitement complémentaire de post-oxydation in situ. Le second conduit à intercaler une couche compacte entre le revêtement et le substrat afin de réduire le taux de porosité débouchant. Le choix du nickel chimique comme couche intermédiaire avec un revêtement externe de nitrure de chrome est particulièrement prometteur.