Acier inoxydable - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Coulée d'un four électrique
Cet article est lié aux
composés du fer et du carbone
  • Fer
  • Carbone
Phases
  • Austénite
  • Bainite
  • Carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique...) de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...)
  • Cémentite
  • Ferrite
  • Graphite
  • Lédéburite
  • Martensite
  • Perlite
Acier
  • Acier Corten
  • Acier duplex
  • Acier électrique
  • Acier inoxydable (Les aciers inoxydables jouent un grand rôle dans d'innombrables domaines : vie...)
  • Acier maraging
  • Acier rapide
  • Désignation normalisée
Autre produits ferreux
  • Fonte
  • Fer puddlé
  • Fer forgé
Cette boîte : voir • disc. • mod.

Les aciers inoxydables jouent un grand rôle dans d'innombrables domaines : vie (La vie est le nom donné :) quotidienne, industrie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...), agroalimentaire, chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...), transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou...), médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...), chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les...), etc. Ce sont des aciers, alliages de fer et de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...), auxquels on ajoute essentiellement le chrome (Le chrome est un élément chimique de symbole Cr et de numéro atomique 24.) qui, au-delà de 12 à 13 % en solution dans la matrice, produit la résistance souhaitée à l'oxydation. Dans la pratique, on constate déjà une inoxydabilité au-delà de 10% de chrome en solution.

D'autres éléments peuvent être ajoutés, notamment le nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) qui améliore les propriétés mécaniques en général et la ductilité (La ductilité désigne la capacité d'un matériau à se déformer plastiquement sans se rompre. La...) en particulier, et d'autres éléments comme le molybdène (Le molybdène est un élément chimique, de symbole Mo et de numéro atomique 42.) ou le titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro...) qui améliore la stabilité de l'alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) pour des températures autres que l'ambiante ainsi que des éléments à hauts points de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) comme le vanadium (Le vanadium est un élément chimique, de symbole V et de numéro atomique 23.) et le tungstène (Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de...) accompagné en général d'une augmentation de la teneur en chrome, pour obtenir la résistance aux hautes températures au contact d'une flamme (aciers réfractaires).

Rappels sur la corrosion

Les phénomènes de corrosion des métaux sont surtout de nature électrochimique. En présence d'une solution de type électrolyte, le potentiel métal-solution varie selon les points de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) et de ce fait, des courants électriques apparaissent et provoquent l'endommagement du métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...).

La résistance à la corrosion dépend de la valeur de ces potentiels et surtout de leur répartition sur les surfaces. Toutes les hétérogénéités donnent naissance à des couples électriques, à commencer par celles qui résultent des différences de structure et de composition des microcristaux qui constituent le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) lui-même. D'autres hétérogénéités sont dues à la présence de soudures, de rivets, de façonnages locaux entraînant un écrouissage (dans les tôles pliées par exemple), mais aussi au frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre...) contre des pièces antagonistes ou même à de simples rayures.

À chaud, la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) des agents corrosifs dans l'épaisseur du métal peut compliquer encore le problème.

La lutte contre la corrosion est une préoccupation constante dans beaucoup de domaines industriels. Une solution relativement simple consiste à recouvrir la surface à protéger par un matériau insensible au milieu agressif, matériau qui peut être métallique ou non. Les peintures, les vernis, certains traitements de surface, les revêtements métalliques de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...), de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément...), de nickel, de chrome, etc. peuvent être souvent utilisés avec succès. Il est possible également de remplacer les métaux par d'autres matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) de plus grande inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa...) chimique comme le graphite, la céramique (Premier « art du feu » à apparaître (avant la métallurgie et le travail du verre),...), le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...), les matières plastiques, etc.

Histoire - Découverte

Les premiers alliages de fer résistant à la corrosion furent coulés dès l'antiquité : le pilier (Un pilier est un organe architectural sur lequel se concentrent de façon ponctuelle les...) de fer de Delhi, érigé sous ordre de Kumarâgupta Ier au Ve siècle subsiste encore de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) en parfait état. Cependant une distinction doit être faite dans le vocabulaire : ces alliages devaient leur résistance à leur haute teneur en phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...), et non en chrome. Il ne s'agissait donc pas d'aciers inoxydables dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) que l'on donne actuellement au terme. Dans ces alliages et sous des conditions climatiques favorables, il se forme en surface une couche de passivation d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) de fer et de phosphates qui protège le reste du métal bien mieux qu'une couche de rouille.

Les premiers aciers résistants à base de chrome furent développés par le métallurgiste français Pierre Berthier, qui remarqua leur résistance à certains acides et imagina leur application en coutellerie. Cependant, à l'époque, on n'utilisait pas les bas taux en carbone et haut taux en chrome couramment utilisés dans les aciers inoxydables modernes, et les alliages obtenus alors, trop riches en carbone, étaient trop fragiles pour avoir un véritable intérêt.

En 1878, les établissements Jacob Holtzer situés à Unieux (Loire) commencent la production industrielle d'aciers chromés.

Dans les années 1890, l'Allemand Hans Goldschmidt développa et breveta un procédé appelé la thermite qui permettait d'obtenir du fer sans carbone. Entre 1904 et 1911, divers chercheurs, notamment le Français Léon Guillet, mirent au point (Graphie) différents alliages que l'on pourrait aujourd'hui considérer comme inoxydables. En 1911, l'Allemand Philip Monnartz mettait en évidence l'influence du taux en chrome des alliages et leur résistance à la corrosion.

Enfin, en 1913, l'Anglais Harry Brearley des laboratoires Brown-Firth, en travaillant sur l'érosion dans les canons d'armes à feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation...), développa, dans la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour...) de Sheffield en Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni....), un acier qu'il baptisa rustless (« sans rouille ») et qui sera ensuite rebaptisé stainless (« sans tache », ou « pur ») qui sera officiellement le premier acier à porter le nom d'« inoxydable » ; Brearley entra dans l'histoire comme leur inventeur. Il s'agissait alors d'un acier inoxydable martensitique (0,24 % en carbone et 12,8 % en chrome). Cependant d'autres aciers comparables avaient été développés en Allemagne par Eduard Maurer et Benno Strauss qui élaboraient un acier inoxydable austénitique (21 % de chrome et 7 % de nickel) pour Krupp Ag. Aux États-Unis, Christian Dantsizen et Frederick Becket lancèrent déjà la fabrication industrielle d'acier inoxydable ferritique. En 1908, Krupp avait déjà construit des navires à coque en acier inoxydable chrome-nickel.

En 1924, W. H. Hatfield, qui succéda à Harry Brearley à la tête des laboratoires Brown-Firth, élabora l'acier « 18/8 » (18 % en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) de chrome et 8 % en nickel) qui est probablement le représentant le plus utilisé des aciers inoxydables fer-chrome.

Page générée en 0.158 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique