Etude de la résistance à la corrosion par la couche niturée obtenu sur l'acier faiblement allié 42 CRMo4

Abstract

Ce travail avait pour but d'entreprendre une étude électrochimique de l’acier faiblement allié 42CrMo4. L’effet du traitement de surface par nitruration en bain de sels est aussi considéré. Le comportement électrochimique de cet acier (suivi du potentiel à l’abandon, polarisation), a été évalué vis-à-vis de milieu agressif souvent rencontré dans la littérature: une solution alcaline à 3,5% NaCl assimilée à l’eau de mer. Les courbes de polarisation, tracées à deux vitesses différentes de balayage (0.5 , 1 mV/s) dans le milieux d’étude, montrent l'existence d'un large domaine de passivation pour l’acier nitruré ce qui lui approprié une grande résistance à la corrosion par rapport à son état initial (brut de livraison) . Par ailleurs, le balayage retour montre que le courant de corrosion reste globalement très faible, de l'ordre du microampère. Ces observations confirment la très bonne stabilité du film passif, due à une couche protectrice existant dans un large domaine de potentiel pour l’acier nitruré. Notons que la vitesse de balayage n'a pas grande influence sur le phénomène de passivation. Cependant, elle influe sur le potentiel de corrosion ainsi que le courant de passivation. Les faibles vitesses ont donné une bonne stabilité du système et le temps suffisant pour la croissance du film d'oxyde. Par conséquent, on peut conclure que des vitesses comprises entre 0,5 mV/s et 1 mV/s constituent les vitesses les plus adéquates pour l'étude de ce système du point de vue électrochimique. Nous avons également étudié l’influence d’un traitement de nitruration en bain de sels à une température de 570°C pour une heure de maintien sur le comportement mécanique et électrochimique de l’acier 42CrMo4 .L'objectif recherché étant de mettre en évidence les avantages et les inconvénients apportés par ce traitement.Les observations microscopiques nous ont permis de délimiter la couche de nitruration et la structure métallographique de l’acier de référence (brut) .L’imagerie par microscope optique a bien montré l’existence de la couche de combinaison et de diffusion de la couche traitée et de la porosité au niveau du substrat. Le traitement de nitruration a conduit à l'augmentation du durcissement superficiel d'un facteur 2,2 fois par rapport à celle du substrat ou à l’acier de référence et grenaillé. L'analyse par rayons X des échantillons traités nous a permis l'identification des nitrures de fer Fe3N formés à la surface. Les résultats de la caractérisation électrochimique de l’acier traités ont montré qu'au premier stade d’immersion dans NaCl 3,5%, le potentiel de corrosion est noble, la résistance de polarisation est élevée donc la protection est efficace. On peut conclure que la nitruration en bain de sels a permis d'améliorer les propriétés mécaniques de l’acier 42CrMo4, par contre le comportement électrochimique à long terme d’immersion est médiocre dans ces conditions d’étude, ceci est lié à l’existence de la porosité dans la couche de combinaison. Il ressort aussi de l’étude comparative entre l’acier 42CrMo4 nitruré, grenaillé et le brut de livraison, que l’acier traité par nitruration présente un meilleur comportement mécanique, électrochimique qui se traduit par une grande dureté au niveau de la couche traité et un large domaine de passivation.