Influence d’éléments d’alliage sur la résistance à la corrosion par piqûres d’aciers inoxydables austénitiques
Institution:
Grenoble INPGDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
New grades of austenitic stainless steels have been produced in which Nickel has been substituted by other austenizers - Manganese, Nitrogen and Copper. The behaviour of these new grades in neutral and acidic chloride media have been compared to that of AISI 304. The use of different electrochemical tests (potentiostatics, potensiodynamics, current transient analysis…) and surface analysis techniques (SEM, TEM, XPS) allowed the main effects of Nickel, Manganese and Copper on the pitting of austenitic stainless steels to be evidenced by distinguishing the different steps of pitting phenomena (ie initiation, propagation and repassivation of pits). Hence, the presence of Nickel in austenitic grades slows down the dissolution kinetics of the metallic matrix on pit walls, whereas addition of 7. 5 % Mn increases them and favours pit initiation by increasing the solubility of Manganese and Chromium sulphide inclusions in chloride media. The influence of this solubility of sulphide inclusions on pit initiation probability has also been studied by considering sulphides of different compositions (Manganese and Chromium sulphides, Calcium sulphides and Cerium and Lanthanum oxysulfides). Finally, two opposite effects of Copper have been evidenced on the resistance of austenitic alloys to pitting. Firstly, Copper addition reduces the steel repassivation kinetics on pit walls when it is metallic, which decreases the value of pitting potential. This first effect of Cooper is correlated to the value of the potential on pit walls, also to the steel composition. On the other hand, when dissolved into solution, Copper may block pit initiation caused by the dissolution of sulphide inclusions and hence increase the resistance of austenitic grades to pitting corrosion
Abstract FR:
De nouvelles nuances d’acier inoxydables austénitiques ont été produites dans lesquelles le nickel est remplacé par d’autres éléments gammagènes que sont le manganèse, l’azote et le cuivre. Les comportements de ces nouvelles coulées et de nuance « classiques » de type AISI 304 en milieux chlorurés neutres et acides ont été comparés. L’utilisation de différents tests électrochimiques (potentiostatiques, potentiodynamiques, analyse des transitoires de courant…) et le recours à des techniques d’analyse (telles que MEB, MET et ESCA) a permis de mettre en évidence les principaux effets du nickel, du manganèse et du cuivre sur les phénomènes de corrosion par piqûres des aciers austénitiques, en distinguant les différentes phases qui caractérisent ces phénomènes (à savoir l’amorçage, la propagation et la repassivation des piqûres). Ainsi, la présence de nickel dans les aciers austénitiques ralentit les cinétiques de dissolution de la matrice métallique en fond de piqûre, alors que l’ajout de manganèse (à hauteur de 7. 5 %) accroît celles-ci et favorise l’amorçage des piqûres en augmentant la solubilité des inclusions de sulfures de manganèse et de chrome en milieux chlorurés. L’effet de la solubilité des inclusions de sulfures sur la probabilité d’amorçage des piqûres a d’ailleurs été étudié en considérant des sulfures de nature différentes (sulfures de manganèse et de chrome, sulfures de calcium et oxysulfures de cérium et de lanthane). Enfin, deux effets antagonistes du cuivre ont été mis en évidence sur la résistance à la corrosion par piqûres des aciers austénitiques, l’un sur l’amorçage et l’autre sur la repassivation