Propriétés de résistance à l’oxydation des aciers inoxydables : le rôle essentiel du chrome
Les aciers inoxydables doivent leurs propriétés de résistance à l’oxydation, également appelée ‘‘inoxydabilité’’, à leur composition chimique spécifique. Pour garantir la formation d’une couche de protection en surface, ces aciers nécessitent une teneur en chrome d'au moins 12%. Ce chrome s’oxyde instantanément et forme une fine pellicule d’oxyde de chrome (Cr2O3), une couche dure, compacte et extrêmement stable, qui protège l’acier de la corrosion. Cependant, cette protection est limitée, notamment dans des milieux chlorés, comme l’eau salée, où l’acier inoxydable peut subir une corrosion localisée par piqûration.
Effet de l'oxyde de chrome sur la soudabilité des aciers inoxydables
Lors du soudage des aciers inoxydables, l’oxyde de chrome peut poser des défis uniques. Pour cette catégorie de matériaux, les procédés de soudage visent à minimiser la formation d’oxyde de chrome dans le bain de fusion, car le chrome est très réactif avec l’oxygène. Les sources d’oxygène incluent l’air ambiant, l’humidité, les contaminants de surface, ainsi que l’humidité dans le flux ou l’enrobage. Une fuite dans les conduites de gaz de protection peut également introduire de l’oxygène.
Contrairement à l’oxyde de fer, l’oxyde de chrome, qui est de nature réfractaire, ne devient pas liquide à la température du bain de fusion, ce qui réduit le mouillage du bain et modifie la forme du cordon de soudure. La présence de cet oxyde non dissous peut affecter la stabilité de l’arc et la qualité du transfert, ce qui a un impact direct sur la résistance mécanique et la résistance à la corrosion du joint soudé en raison de l’appauvrissement en chrome. L’oxyde de chrome enrichissant le laitier peut également le rendre difficile à détacher après le soudage.
Solutions pour améliorer la soudabilité des aciers inoxydables
Pour contrer les effets indésirables de l’oxyde de chrome dans le bain de fusion, les produits d’apport pour le soudage doivent répondre à des spécifications chimiques strictes. Les matériaux dans l’enrobage des électrodes SMAW et le flux pour arc submergé SAW doivent être faiblement oxydants. L’ajout de fluorures dans leur composition aide à dissoudre l’oxyde de chrome. Dans le cadre des procédés FCAW et GMAW utilisant des fils fourrés sous gaz Ar/CO2 ou CO2, des éléments plus oxydables que le chrome, comme le titane et l’aluminium, sont inclus pour fixer l’oxygène libéré par le CO2 dissocié.
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