Inclusion (corrosion)

Inclusions : Une menace silencieuse pour l'intégrité des métaux

Dans le monde de la science et de l'ingénierie des matériaux, les inclusions sont souvent les héros méconnus, ou plutôt les vilains, de la performance des matériaux. Ces minuscules particules non métalliques enchâssées dans des matrices métalliques peuvent affecter considérablement la résistance, la ductilité et la fiabilité globale d'un matériau. Bien que souvent microscopiques, les inclusions peuvent avoir une influence profonde sur le comportement d'un matériau, entraînant divers problèmes, notamment la corrosion.

Que sont les inclusions ?

Les inclusions sont essentiellement des particules étrangères piégées dans une matrice métallique pendant le processus de fabrication. Elles peuvent être des oxydes, des sulfures, des silicates ou d'autres composés non métalliques. Ces particules proviennent de diverses sources, notamment :

• Contamination du métal fondu : Pendant la fusion et la coulée, des impuretés comme les oxydes et les sulfures peuvent se dissoudre dans le métal fondu. Ces impuretés peuvent ensuite se solidifier en inclusions lors de la solidification.
• Interaction avec le matériau du moule : Le moule utilisé pour la coulée peut parfois contribuer à la formation d'inclusions, en particulier si le matériau du moule réagit avec le métal fondu.
• Processus de désoxydation : Pendant la production d'acier, des désoxydants sont ajoutés pour éliminer l'oxygène. Ces désoxydants forment souvent des oxydes qui peuvent devenir des inclusions.

Impact des inclusions sur la corrosion :

Les inclusions peuvent jouer un rôle crucial dans l'accélération de la corrosion de différentes manières :

• Corrosion galvanique : Lorsqu'un métal avec un potentiel différent, comme une inclusion, entre en contact avec le métal de base, un couple galvanique se forme. Cela peut entraîner une corrosion localisée à l'interface, l'inclusion agissant comme une cathode, favorisant la corrosion du métal de base.
• Concentration de contrainte : Les inclusions peuvent agir comme des concentrateurs de contrainte, conduisant à l'amorçage et à la propagation de fissures sous contrainte. Ces fissures peuvent fournir des voies aux agents corrosifs pour pénétrer le métal, accélérant la corrosion.
• Défauts de surface : Les inclusions peuvent créer des défauts de surface et des irrégularités qui peuvent servir de sites de nucléation pour la corrosion. Ces défauts peuvent fournir un environnement favorable à la formation de produits de corrosion.
• Aération différentielle : Les inclusions peuvent créer des micro-environnements avec des concentrations d'oxygène variables. Cette aération différentielle peut entraîner une corrosion localisée, le métal entourant l'inclusion subissant une concentration d'oxygène différente de celle du métal en vrac.

Minimiser la formation d'inclusions :

Plusieurs stratégies peuvent être mises en œuvre pour minimiser la formation d'inclusions pendant le processus de fabrication :

• Contrôle strict des matières premières : L'utilisation de matières premières de haute pureté peut réduire considérablement le nombre d'inclusions.
• Fusion et coulée sous vide : Les processus de fusion et de coulée sous vide aident à éliminer les gaz dissous et les impuretés, réduisant la formation d'inclusions.
• Pratiques de désoxydation : Une sélection et un contrôle minutieux des pratiques de désoxydation peuvent minimiser la formation d'inclusions d'oxyde.
• Processus de raffinage : Les processus de raffinage, tels que la refusion électro-laitier, peuvent aider à éliminer les inclusions et à améliorer l'homogénéité du métal.

Conclusion :

Bien que souvent négligées, les inclusions peuvent jouer un rôle important dans le comportement à la corrosion des métaux. Comprendre les mécanismes de formation et l'impact des inclusions est crucial pour prévenir et atténuer la corrosion dans diverses applications. En contrôlant la formation d'inclusions et en appliquant des stratégies appropriées d'atténuation de la corrosion, les ingénieurs peuvent garantir la longévité et la fiabilité des structures métalliques.