Réalisation de dépôts d'aluminium et étude de leur effet sur l'oxydation de matériaux métalliques

Abstract

Dans le but d’améliorer la résistance à la corrosion de certains matériaux métalliques, nous avons entrepris une étude qui consiste à enrichir la surface de ces matériaux par l’alumine. Cette aluminisation a été effectuée par deux techniques différentes (la méthode pack-cémentation et la méthode CVD). Afin de tester l’efficacité des revêtements, une étude comparative du comportement des matériaux avant et après aluminisation a été effectuée. L’oxydation, sous air entre 973 et 1273 K, du fer non aluminisé conduit à la formation d’une succession de couches, soit de l’intérieur vers l’extérieur, FeO/Fe₃O₄/Fe₂O₃. Dans e cas des alliages inoxydables Fe17Cr et Fe18Cr9Ni, il se forme une couche compacte et protectrice constituée de la chromine Cr₂O₃. A haute températures, cette protection n’est que provisoire. La grande vitesse de corrosion entraîne une déchromisation du substrat métallique et favorise l’apparition de l’oxyde de fer. Une amélioration de la tenue de ces matériaux à l’oxydation s’avère nécessaire dans ce cas. L’aluminisation de ces trois matériaux par la méthode pack-cémentation conduit à l’édification d’un composé intermétallique de structure de type Fe₂Al₅ quelles que soient la température et la durée de l’essai. Le fer du composé Fe₂Al₅ est partiellement substitué par les éléments de l’alliage (chrome et/ou nickel). Le revêtement réalisé par la méthode CVD est constituée principalement de l’alumine. L’aluminisation, par ces deux méthodes, conduit à une nette diminution de la vitesse d’oxydation. Une couche d’alumine s’établit à la surface des aciers étudiés et leur confère une bonne protection contre l’oxydation.