Rôle du cuivre dans l'amélioration de la résistance à la corrosion des aciers inoxydables

Rôle du cuivre dans les aciers inoxydables

 

 

Le cuivre est généralement présent en acier inoxydable uniquement comme un élément résiduel . Cependant, le cuivre est ajouté à des alliages sélectionnés pour améliorer la résistance à la corrosion des alliages spécifiques, en particulier dans les solutions d'acide de mer et d'acide sulfurique .

 

Pendant de nombreuses années, le cuivre a été considéré comme un élément néfaste dans la production d'acier .. production .

 

Malgré ces préoccupations historiques, le cuivre est plus largement utilisé dans la coulée en acier inoxydable, en partie parce qu'il est associé à une bonne "coulée", la capacité du métal fondu à circuler à travers le moule et à obtenir un bon casting ., le cas de cuivre est positif pour la coulée et un négatif pour le travail à chaud est beaucoup moins certain que la preuve a ajoutée à une apparence ANCDOTAL, tout comme de nombreuses quantités de cuivre a été utilisée comme un peu a été ajoutée, ce qui pourrait suggérer, aussi élément . Cependant, les effets positifs du cuivre sur la résistance à la corrosion dans des environnements spécifiques sont beaucoup plus clairs .

 

Il a été démontré que le cuivre améliore considérablement la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, en particulier dans les environnements d'acide de mer et de sulfurique .

L'acier inoxydable doit sa résistance à la corrosion au film passif très stable qui se forme à sa surface lorsqu'il est exposé à un environnement contenant de l'oxygène . cependant, la corrosion piquante est souvent initiée sur les inclusions de sulfure près ou près de la surface .

 

Sulfur is not intentionally added to steel (except for certain free-cutting steels) because it can cause problems during machining. If present in large quantities, it can lead to hot brittleness. Therefore, manganese is often added to combine with sulfur to form manganese sulfide inclusions. As long as they are present in small amounts and finely dispersed, the effect on Les propriétés mécaniques sont limitées . si elles sont présentes en plus grandes quantités, elles peuvent être alignées le long de la direction de roulement ou de forge, entraînant une mauvaise ténacité à impact dans la direction transversale .

 

En termes de résistance à la corrosion, toute inclusion présente sur la surface exposée d'un composant en acier inoxydable ne permettra pas à une couche stable d'oxyde de chrome de s'y former ., cela devient un site idéal pour picoter l'initiation de la corrosion, qui peut rapidement former une fosse où l'inclusion existait une fois .},

 

L'ajout de cuivre à l'acier inoxydable a un effet bénéfique intéressant sur ces sites de corrosion de piqûres initiés par l'inclusion . La dissolution du cuivre à la surface conduit à la précipitation du sulfure de cuivre insoluble (Cu2S) composés . La croissance . d'une certaine manière, le cuivre fournit un effet d'auto-guérison à l'acier inoxydable, ce qui n'empêche pas la corrosion de piqûres de s'initier à des points faibles de la couche passive, mais elle ralentit ou arrête de corrosion à ces points, empêchant une corrosion plus nuisible .

 

En plus des mécanismes ci-dessus, le cuivre est également censé former une couche de protection supplémentaire (couche passive) sur la surface en acier inoxydable dans les solutions décrites précédemment . Les sulfures de cuivre peuvent exister plus stable que les sulfures de fer ou de nickel ..

 

Ferralium 255 (F61, 1 . 4507, UNS S32550) est peut-être le meilleur exemple d'augmentation des ajouts de cuivre . en tant qu'acier inoxydable super duplex d'origine, il fournit une résistance à la corrosion améliorée pendant plus de 50 ans dans les environnements les plus sévères . Il a été développé à partir d'une nouvelle projection de cuivre, à partir d'un nouveau groupe, à partir de la base de la cuivre La forme forgée conserve la teneur en cuivre d'environ 2,0% pour atteindre une résistance à la corrosion supérieure dans l'eau de mer et l'acide sulfurique.

 

L'alliage 20 (2 . 4660, UNS N08220, AL20, C20, CN7M) est une qualité de nickel en alliage élevé cité comme un autre alliage qui utilise spécifiquement les ajouts de cuivre pour améliorer la résistance à la corrosion dans l'acide sulfurique, avec une teneur en cuivre allant entre 3.0-4.0%.

 

Le cuivre est également utilisé dans des types d'acier inoxydable en carbone inférieurs tels que 316CU (une variante de l'alliage 316, UNS S31603) et 204CU (une variante de coût inférieure de l'alliage 304L) pour apporter des améliorations dans la résistance à la corrosion .