CFM 2019

Effet d'une sollicitation mécanique sur la tenue à la corrosion de tiges en acier nickelées-chromées
Matthieu Dhondt  1, *@  , Ana Julia Vasconcelos Moreira  1@  , Varvara Shubina Helbert  1@  , Shabnam Arbab Chirani  1@  , Sylvain Calloch  1@  
1 : Institut de Recherche Dupuy de Lôme  (IRDL)
Université de Bretagne Sud, Université de Brest, ENSTA Bretagne, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6027
* : Auteur correspondant

Les tiges de vérin en acier utilisées en environnement marin sont revêtues d'une bicouche électro-déposée de nickel-chrome afin de les protéger contre la corrosion. Cependant, le chrome actuellement utilisé (hexavalent) est toxique et cancérigène et sera éliminé en Europe d'ici 2024 de tous les procédés (conformément aux directives REACH et RoHS-Restriction of Hazardous Substances). De ce fait, la compréhension des mécanismes mis en jeu lors de la dégradation de ces revêtements en service s'avère nécessaire afin de proposer des solutions alternatives, telles que le chrome trivalent par exemple. Par ailleurs, les dépôts de chrome (hexavalent et trivalent) présentent en surface un réseau uniforme de microfissures ou macrofissures qui peut évoluer sous les sollicitations mécaniques que subissent les tiges de vérin en service, la propagation de ces microfissures est à l'origine de la corrosion prématurée du substrat d'acier. L'objectif de cette étude est d'évaluer les relations entre sollicitations mécaniques (monotones ou cycliques), évolution du réseau de microfissures de la couche de chrome et tenue à la corrosion des revêtements chromés et nickelés-chromés. Après traction monotone, il a été démontré que les microfissures se propageaient pour des niveaux de contrainte proche de la limite d'élasticité du substrat en acier (520 MPa) et traversaient instantanément toute l'épaisseur du revêtement. Les mesures électrochimiques ont montré que plus le niveau de déformation plastique était important, plus le potentiel de corrosion diminuait, jusqu'à atteindre celui du substrat en acier d'environ -0.55 V/ECS, après 2 heures d'immersion. Les courbes de polarisation mettent également en évidence une légère augmentation de la densité de courant de corrosion avec la déformation plastique, ainsi qu'une disparition du palier passif, la branche anodique est alors quasiment superposée avec celle du substrat en acier après 5% de déformation totale. La même démarche a été appliquée pour des éprouvettes ayant subi des chargements cycliques de traction (rapport de charge R=0, contrainte maximale inférieure à la limite d'élasticité du substrat). Dans ce cas, la propagation des microfissures n'est pas observable sur les images optiques et MEB. Néanmoins les courbes de polarisation montrent une diminution du potentiel de corrosion après 10 cycles de chargement. En revanche, le palier passif n'est pas affecté et on n'observe pas d'effets du nombre de cycles sur le comportement électrochimique du matériau.


Personnes connectées : 62