L'acier inoxydable est largement considéré comme un matériau résistant à la corrosion, mais "résistant à la corrosion" ne signifie pas "à l'épreuve de la corrosion". Dans les applications de moulage, d'usinage et industrielles, les composants en acier inoxydable peuvent encore rouiller lorsqu'ils sont exposés à certains environnements ou lorsque le film passif est endommagé. Comprendre pourquoi l'acier inoxydable résiste à la corrosion, quand il peut rouiller et comment prévenir la corrosion est essentiel pour sélectionner les bonnes nuances et garantir la performance à long terme des pièces moulées et des composants de précision en acier inoxydable.
L'acier inoxydable rouille-t-il ?
Acier inoxydable peut rouillermais il reste généralement résistant à la corrosion grâce à une fine couche protectrice invisible à sa surface, appelée le film passif. Ce film se forme naturellement lorsque l'acier contient suffisamment de chrome et empêche l'humidité et les substances corrosives d'atteindre le métal sous-jacent. Il peut également se réparer de lui-même lorsqu'il est légèrement rayé, à condition que de l'oxygène soit disponible.
Dans la plupart des environnements atmosphériques et aquatiques, ce film protecteur reste stable, ce qui explique pourquoi l'acier inoxydable ne rouille généralement pas.
Quand l'acier inoxydable rouille-t-il ?
L'acier inoxydable rouille lorsque son film passif est endommagé, instable ou incapable de se régénérer. Les conditions suivantes conduisent le plus souvent à la dégradation du film passif.
Chlorures
Les ions chlorure peuvent pénétrer et perturber le film passif, déclenchant une corrosion par piqûres localisée. Les sources courantes sont l'eau de mer, le brouillard salin, la sueur, les sels de déglaçage et les nettoyants à base de chlorure. Dans ces environnements, le 304 est considérablement plus vulnérable, tandis que le 316, en raison de sa teneur en molybdène, offre une bien meilleure résistance.
Faible teneur en oxygène
Dans les trous borgnes, les sièges de joints, les crevasses étroites ou sous les dépôts, l'oxygène ne peut pas atteindre de manière adéquate la surface du métal. Sans oxygène en quantité suffisante, le film passif ne peut pas se régénérer et le micro-environnement confiné devient acide et riche en chlorure, ce qui entraîne une corrosion agressive par crevasses.
Dommages de surface et contamination
Les rayures, les marques de meulage, les zones affectées par la chaleur des soudures et la contamination par le fer des outils en acier au carbone peuvent interrompre le film passif et créer des sites actifs où la corrosion s'amorce plus facilement.
Humidité persistante
L'eau stagnante, la condensation et les cycles fréquents de séchage et d'humidification affaiblissent progressivement le film passif, ce qui rend l'acier inoxydable plus vulnérable aux taches ou aux attaques localisées. En présence de sels, la vitesse de corrosion augmente considérablement.
Rugosité de surface
Les surfaces rugueuses ou non finies retiennent l'humidité, les débris et les chlorures, limitant l'accès à l'oxygène et rendant ces zones plus sensibles à la corrosion par piqûres et par crevasses en cours d'utilisation.
Types courants de corrosion de l'acier inoxydable
L'acier inoxydable souffre rarement d'une corrosion uniforme. La plupart des défaillances se produisent sous des formes localisées qui attaquent les points faibles de la surface.
1. la corrosion par piqûres
La corrosion par piqûres est une forme d'attaque très localisée où de petits trous profonds se développent à la surface. Elle se produit lorsque les ions chlorure brisent le film passif en un seul point faible, ce qui permet à la corrosion de pénétrer rapidement dans le métal. Il s'agit de l'une des défaillances les plus fréquentes de l'acier inoxydable 304 dans les environnements marins ou de brouillard salin.
2. la corrosion caverneuse
La corrosion caverneuse est une attaque localisée qui se forme à l'intérieur d'espaces étroits et pauvres en oxygène. Elle apparaît dans des zones telles que les interfaces de joints, les dépôts ou les structures qui se chevauchent. Le film passif ne pouvant se régénérer dans ces espaces confinés, l'environnement piégé devient acide et riche en chlorures, ce qui permet à la corrosion de progresser de manière agressive et souvent invisible.
3. la corrosion intergranulaire
La corrosion intergranulaire est une forme d'attaque qui progresse le long des joints de grains. Elle résulte d'un appauvrissement en chrome causé par un soudage ou un traitement thermique inadéquat. Une fois que les joints de grains ont perdu suffisamment de chrome pour maintenir la passivation, la corrosion se propage le long de ces joints, réduisant l'intégrité structurelle du matériau. Les qualités à faible teneur en carbone telles que 304L et 316L réduisent ce risque.
4.Fissuration par corrosion sous contrainte (FSC)
La corrosion sous contrainte est une rupture fragile causée par l'action combinée d'une contrainte de traction et d'espèces corrosives, en particulier les chlorures. Elle peut prendre naissance à partir de défauts microscopiques et se propager rapidement dans le métal. Les aciers inoxydables austénitiques sont plus sensibles, tandis que les aciers inoxydables duplex offrent une bien meilleure résistance aux fissures.
Combien de temps faut-il à l'acier inoxydable pour rouiller ?
Il n'existe pas de délai fixe pour la rouille de l'acier inoxydable, mais la pratique technique l'évalue généralement en fonction de l'environnement :
- Environnements intérieurs secs : Reste souvent inoxydable pendant plus de 10 ans
- Environnements extérieurs généraux : Une légère coloration peut apparaître dans 1-5 ans (notamment 304)
- Environnements côtiers ou à forte teneur en sel : Des piqûres peuvent apparaître à l'intérieur mois à 1-2 ans
- Immersion dans l'eau salée ou crevasses à faible teneur en oxygène : Une corrosion localisée peut se développer dans semaines à mois
Le facteur clé n'est pas le temps lui-même, mais la corrosivité de l'environnement.
L'acier inoxydable rouille-t-il dans l'eau ?
En eau douce riche en oxygèneL'acier inoxydable est généralement stable et ne rouille pas facilement. Toutefois, une corrosion localisée peut se produire lorsque.. :
- L'eau devient stagnante et l'apport en oxygène est limité.
- Des dépôts ou des contaminants recouvrent la surface
- Présence de fissures dans les joints, les chevauchements ou les zones filetées
- Les surfaces rugueuses ou non nettoyées retiennent l'humidité
Même les aciers inoxydables courants peuvent présenter une corrosion par piqûres ou par crevasses dans ces conditions.
L'acier inoxydable rouille-t-il dans l'eau salée ?
Oui. L'eau salée contient de fortes concentrations d'ions chlorure, qui décomposent agressivement le film passif et augmentent le risque de corrosion par piqûres.
Performances par année d'études :
- 304: Sujet au piquage dans les environnements côtiers ou marins
- 316: Meilleure résistance à la corrosion par piqûre grâce au Mo ; mieux adapté à l'exposition aux chlorures
- Aciers inoxydables duplex (par exemple, 2205) : Forte résistance aux piqûres, à la corrosion caverneuse et à la CSC
En crevasses, eau de mer stagnante ou immersion à faible teneur en oxygènemême les qualités 316 ou duplex peuvent encore se corroder localement.
Différences de résistance à la rouille entre les nuances d'acier inoxydable
Même dans les mêmes conditions de service, les nuances d'acier inoxydable ne se comportent pas de la même manière. La stabilité de leur film passif varie, ce qui signifie que certaines nuances sont plus sujettes aux piqûres ou aux taches, tandis que d'autres restent stables dans des environnements riches en chlorure ou humides. Le tableau suivant résume les différences entre les qualités d'acier inoxydable les plus courantes en ce qui concerne la probabilité de rouille.
304 / CF8
L'acier inoxydable 304 est le plus couramment utilisé, mais c'est aussi la qualité la plus susceptible de présenter des taches de rouille ou des piqûres lorsqu'elle est exposée à des environnements contenant du chlorure, tels que l'air côtier, les embruns salés ou les nettoyants à base de chlorure. Sa résistance aux piqûres est relativement faible, de sorte que la corrosion peut apparaître plus tôt que prévu, en particulier à l'extérieur ou à proximité de l'eau de mer.
316 / CF8M
Le 316 contient du molybdène, qui augmente considérablement sa résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses. Par conséquent, il est beaucoup moins susceptible de rouiller que le 304 dans les mêmes conditions d'exposition au chlorure. Dans les environnements avec de l'eau salée, de l'humidité ou des éclaboussures de produits chimiques, le 316 offre des performances de surface beaucoup plus stables.
304L / 316L (CF3 / CF3M)
Les versions de qualité L ont une résistance globale à la corrosion similaire à celle des produits 304 et 316, mais leur teneur en carbone plus faible réduit le risque de sensibilisation pendant le soudage. Cela permet d'éviter la corrosion intergranulaire liée à la soudure, qui peut apparaître avec le temps sous forme de rouille à proximité des joints soudés.
Aciers inoxydables duplex (2205 / CD4MCu)
Les aciers duplex combinent une résistance élevée à une résistance exceptionnelle aux piqûres, à la corrosion caverneuse et à la corrosion fissurante sous contrainte. Parmi les aciers inoxydables couramment utilisés, ils sont les moins susceptibles de rouiller dans des environnements riches en chlorures ou exigeants, à condition de choisir la bonne nuance et de la traiter correctement.
Comment empêcher l'acier inoxydable de rouiller ?
Même si l'acier inoxydable est intrinsèquement résistant à la corrosion, une conception, un contrôle de la surface et un entretien appropriés sont essentiels pour assurer une durabilité à long terme dans les environnements industriels.
Choisir le bon alliage
Le choix du matériau est le moyen le plus efficace de contrôler la corrosion. La nuance 304 convient aux environnements généraux, tandis que la nuance 316 ou 316L offre une résistance supérieure dans des conditions riches en chlorures. Pour les applications exigeantes qui requièrent à la fois de la robustesse et une résistance élevée à la corrosion, les aciers inoxydables duplex offrent les performances les plus fiables.
Améliorer et maintenir l'état de surface
La qualité de la surface affecte directement la résistance à la corrosion. Des procédés tels que le polissage mécanique, l'électropolissage, le décapage et la passivation, ainsi que l'élimination de la contamination par le fer, contribuent à stabiliser le film passif et à réduire la probabilité d'une corrosion localisée.
Minimiser les fissures
La conception doit éviter les espaces étroits, les zones d'eau stagnante et les structures superposées où l'oxygène ne peut pas atteindre la surface. Assurer un drainage adéquat et utiliser des géométries nettoyables réduit considérablement le risque de corrosion par crevasses.
Contrôle de l'exposition environnementale
Le rinçage régulier des dépôts de sel, la réduction de la rétention d'humidité, la prévention de l'eau stagnante et le maintien de la propreté des surfaces contribuent à maintenir la stabilité du film passif et à prolonger la durée de vie des composants en acier inoxydable.
Conclusion
L'acier inoxydable ne rouille pas facilement - mais il peut rouille lorsque son film passif est endommagé ou lorsque l'environnement empêche le film de se régénérer.
Les chlorures, le manque d'oxygène, la contamination de surface et les cycles d'humidité sont les causes les plus courantes de défaillance.
En comprenant les mécanismes de corrosion, en choisissant des qualités appropriées telles que l'acier inoxydable 316 ou duplex, et en appliquant une conception et des traitements de surface adéquats, les pièces moulées et les composants en acier inoxydable peuvent conserver une résistance à la corrosion à long terme dans des environnements industriels exigeants.
Pour la sélection des matériaux ou l'évaluation de la résistance à la corrosion des pièces moulées en acier inoxydable, contactez notre équipe d'ingénieurs pour une assistance experte.
