Durabilité et résistance de l'acier inoxydable

En plus de sa résistance à la corrosion qui le caractérise, l'acier inoxydable possède une autre qualité déterminante, soit sa résistance mécanique.

L'élément d'alliage auquel l'acier inoxydable doit sa principale caractéristique est le chrome.

Contrairement à ce que l'on croit généralement, ce métal est très réactif du point de vue chimique et il est particulièrement très oxydable. Son oxyde forme toutefois une véritable peau à la fois transparente et protectrice. Allié au fer et au nickel, il provoque la formation d'un composé de surface oxydé capable de ralentir ou même d'arrêter totalement la corrosion.

Le chrome et le nickel s'oxydent ainsi :

4 Cr + 3 O2 -> 2 Cr2O3
2 Ni + O2 -> 2 NiO

Le terme « inoxydable » est en fait trompeur, car il existe de très nombreuses nuances d'alliages d'acier inoxydable. Le bon choix est parfois difficile à faire, car ils n'ont pas tous le même comportement dans un environnement donné. On les désigne souvent par leurs pourcentages massiques en nickel et en chrome. Ainsi, un inox 18/10, tel que ceux utilisés généralement en coutellerie, pour les couverts et pour la cuisine par exemple, contient 18 % en masse de chrome et 10 % en masse de nickel. Cette désignation est en fait imprécise, car elle ne décrit que sommairement sa structure et sa composante métallurgiques.

La teneur en chrome est dans tous les cas d'au moins 12 %. D'autres éléments d'alliage, pour l'essentiel des métaux relativement « nobles » comme le nickel, le molybdène, le cuivre, améliorent encore la résistance chimique, en particulier dans les milieux non oxydants.

Les propriétés de résistance de ces alliages ont été découvertes en 1913 lorsque l'on s'aperçut que des échantillons polis en vue d'examens de laboratoire ne subissaient pas d'oxydation. En fait, on peut dire que

  • les aciers inoxydables ne peuvent être corrodés à froid qu'en présence d'humidité. C'est ainsi qu'ils résistent au chlore, gaz pourtant très corrosif, pourvu que ce dernier soit parfaitement sec.
  • L’action des solutions aqueuses est telle que la corrosion électrochimique prend le pas sur la corrosion chimique directe ; la bonne tenue du matériau dépend, comme cela a été écrit plus haut, des potentiels électrochimiques en surface et de leur répartition.
  • Comme l'aluminium, métal extrêmement oxydable qui se recouvre d'un oxyde protecteur, les aciers inoxydables se comportent de manière active lorsqu'ils viennent d'être usinés, décapés ou polis et de manière passive lorsque les attaques extérieures ont permis de former la « peau » qui les protège.
  • Une bonne utilisation des aciers inoxydables nécessite donc un métal d'une très grande homogénéité pour éviter des corrosions locales et un passage de l'état actif à l'état passif sur tous les points de la surface exposée.

Par rapport à une électrode à hydrogène de référence, le potentiel des aciers inoxydables se situe entre le molybdène et le mercure, non loin de l'argent et du platine.

Le dépôt de particules ferreuses sur les surfaces d'acier inoxydable est très dangereux en milieu humide, car la rouille sert de catalyseur et la surface finit par se « piquer ».

 

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