La corrosion de l'aluminium et des alliages d'aluminium comprend principalement la corrosion par piqûre, la corrosion intergranulaire, la fissuration par corrosion sous contrainte et la corrosion par exfoliation. Bien que l'aluminium ait une résistance à la corrosion assez élevée, quel que soit le matériau métallique dont il s'agit ou son niveau de résistance à la corrosion, un certain degré de perte par corrosion se produira toujours pendant l'utilisation. La perte annuelle d’aluminium par corrosion représente environ 0,5 % de la production annuelle d’aluminium. Parmi les alliages d'aluminium déformés, la série 6000 a la production la plus élevée. Bien que sa résistance à la corrosion ne soit pas aussi bonne que celle des alliages d’aluminium des séries 1000, 3000 ou 5000, elle est bien supérieure à celle des alliages d’aluminium des séries 2000 et 7000. Les alliages de la série 6000 ont également une plus grande tendance à la corrosion intergranulaire. Une évaluation de sensibilité à la corrosion intergranulaire doit donc être réalisée pour les matériaux en alliage d'aluminium de la série 6000 utilisés dans des structures importantes.
Classification de la corrosion de l'aluminium
Du point de vue de la morphologie de la corrosion, la corrosion de l’aluminium peut être divisée en corrosion générale et corrosion localisée. La première, également connue sous le nom de corrosion uniforme ou corrosion globale, fait référence à la détérioration uniforme de la surface du matériau en contact avec l’environnement. La corrosion de l'aluminium dans des solutions alcalines est un exemple typique de corrosion uniforme, comme dans le nettoyage alcalin, où le résultat est que la surface de l'aluminium s'amincit à peu près au même rythme, conduisant à une réduction de masse. Cependant, il convient de noter qu’une corrosion absolument uniforme n’existe pas, car l’amincissement de l’épaisseur varie selon les zones. La corrosion localisée fait référence à la corrosion confinée à des régions ou parties spécifiques d'une structure et peut être divisée en catégories suivantes :
1. Corrosion par piqûres
La corrosion par piqûres se produit dans des zones ou des points extrêmement localisés sur la surface métallique, provoquant des cavités ou des piqûres qui s'étendent vers l'intérieur et peuvent même entraîner une perforation. Lorsque le diamètre de l’ouverture de la fosse est inférieur à la profondeur de la fosse, on parle de corrosion par piqûre ; lorsque le diamètre de l’ouverture de la fosse est supérieur à la profondeur de la fosse, on peut parler de corrosion caverneuse. En fait, il n’y a pas de frontière stricte entre la corrosion par piqûres et la corrosion caverneuse. La corrosion qui se produit sur l'aluminium dans des solutions aqueuses contenant des chlorures est un exemple typique de corrosion par piqûre. Dans la corrosion de l'aluminium, la corrosion par piqûre est la plus courante et est causée par une certaine zone d'aluminium ayant un potentiel différent de celui du métal de base, ou par la présence d'impuretés ayant un potentiel différent de celui du métal de base de l'aluminium.
2. Corrosion intergranulaire
Ce type de corrosion se produit aux joints de grains des métaux ou alliages sans attaque significative des grains ou des cristaux eux-mêmes. Il s’agit d’une forme de corrosion sélective qui peut réduire considérablement les propriétés mécaniques du matériau, provoquant potentiellement des dommages structurels ou des accidents. La cause de la corrosion intergranulaire est que dans certaines conditions, les joints de grains sont très actifs, comme la présence d'impuretés aux joints de grains, ou une augmentation ou une diminution d'un élément d'alliage spécifique aux joints de grains. En d’autres termes, il doit y avoir une fine région au joint de grain qui soit électronégative par rapport au reste de l’aluminium, qui se corrode préférentiellement. L'aluminium de haute-pureté peut subir ce type de corrosion dans l'acide chlorhydrique et l'eau à haute-température. Les alliages tels que Al-Cu, Al-Mg-Si, Al-Mg et Al-Zn-Mg sont tous sensibles à la corrosion intergranulaire.
3. Corrosion galvanique
La corrosion galvanique est également une forme caractéristique de la corrosion de l’aluminium. Lorsqu'un métal moins réactif et un métal plus réactif, comme l'aluminium, entrent en contact dans le même environnement ou sont reliés par un conducteur, un couple galvanique se forme, provoquant la circulation du courant et entraînant une corrosion galvanique. La corrosion galvanique est également appelée corrosion bimétallique ou corrosion de contact. L’aluminium a un potentiel naturel très négatif et lorsqu’il entre en contact avec d’autres métaux, il joue toujours le rôle d’anode, accélérant la corrosion. Presque tous les aluminiums et alliages d’aluminium ne peuvent éviter la corrosion galvanique. Plus la différence de potentiel entre les deux métaux en contact est grande, plus la corrosion galvanique est sévère. Il convient de noter qu'en corrosion galvanique, le rapport de surface est extrêmement important ; une grande cathode associée à une petite anode est la combinaison la plus défavorable.
4. Corrosion caverneuse
Lorsque des métaux de types identiques ou différents, ou des métaux avec des non--métaux, entrent en contact, des crevasses se forment, entraînant une corrosion au niveau de la crevasse ou des zones adjacentes, tandis que les zones à l'extérieur de la crevasse ne sont pas corrodées. Ceci est dû à un manque d’oxygène dans la crevasse, entraînant la formation d’une cellule de concentration. La corrosion caverneuse est presque indépendante du type d'alliage, et même les alliages hautement résistants à la corrosion- peuvent en souffrir. L'environnement acide au sommet de la crevasse est la force motrice de la corrosion et constitue une forme de corrosion sous-dépôt. La corrosion sous le mortier sur les profilés architecturaux en aluminium en alliage 6063 est un type très courant de corrosion caverneuse induite par des dépôts. Les connexions à brides, les surfaces de fixation des écrous, les joints à recouvrement, les pores de soudure, les zones sous les couches de rouille et les dépôts tels que la boue, le tartre et les impuretés sur la surface métallique peuvent tous déclencher une corrosion caverneuse.
5. Fissuration par corrosion sous contrainte
La fissuration par corrosion sous contrainte est une fissuration par corrosion provoquée par la coexistence de contraintes de traction et de milieux corrosifs spécifiques. La contrainte peut être une contrainte externe ou résiduelle à l'intérieur du métal, cette dernière pouvant être générée par une déformation pendant le traitement et la fabrication, par des changements de température intenses pendant la trempe, ou par des changements de volume dus à des changements structurels internes. Les contraintes provoquées par le rivetage, le serrage par boulons, les ajustements serrés ou les ajustements rétractables sont également des contraintes résiduelles. La fissuration par corrosion sous contrainte se produit lorsque la contrainte de traction sur la surface métallique atteint la limite d'élasticité Rpo.2. Des contraintes résiduelles sont générées dans les plaques épaisses d'alliages d'aluminium des séries 2000 et 7000 lors de la trempe et doivent être éliminées par pré-étirement avant le traitement de vieillissement pour éviter toute déformation lors de l'usinage de pièces d'avion ou même du transfert sur les pièces.
6. Corrosion intergranulaire
Ce type de corrosion est également appelé exfoliation, écaillage ou corrosion lamellaire, et peut être simplement appelé exfoliation. Il s'agit d'une forme particulière de corrosion dans les alliages des séries 2000, 5000, 6000 et 7000, couramment observée dans les extrusions. Une fois que cela se produit, il peut se décoller couche par couche comme le mica.
7. Corrosion filiforme
Il s'agit d'un type de corrosion qui peut se développer sous la forme d'un ver-sous le film de peinture ou d'autres revêtements de matériaux en aluminium, mais cette corrosion n'a pas été trouvée sous les films anodisés. On le trouve généralement sous les revêtements des composants structurels en aluminium des avions et des pièces en aluminium des bâtiments ou des structures. La corrosion filiforme est liée à la composition du matériau, au pré-traitement avant revêtement et aux facteurs environnementaux. Les facteurs environnementaux font référence à la température, à l’humidité, aux chlorures, etc.
Corrosion intergranulaire des alliages de la série 6000
Dans la plupart des cas, la corrosion intergranulaire se produit dans les alliages contenant de petites quantités de cuivre et des niveaux élevés de Si/Mg. Habituellement, la teneur en cuivre de la plupart des alliages contenant du cuivre-ne dépasse pas 0,4 %, avec seulement quatre alliages-6013, 6113, 6056 et 6156-ayant une teneur en cuivre pouvant atteindre 1,1 %. Du cuivre est ajouté aux alliages Al-Mg-Si pour améliorer les propriétés mécaniques de l'alliage. Des études ont montré que dans les alliages sensibles à la corrosion intergranulaire, la microscopie électronique à transmission par balayage à haute résolution révèle souvent des couches ségréguées riches en cuivre et des précipités cathodiques de phase Q. La phase Q est une phase intermétallique quaternaire de formule moléculaire Cu2Mg8Si5Al4, précipitant le long des joints de grains et provoquant une dissolution anodique de la solution solide adjacente, entraînant des zones sans précipitation.
Test de sensibilité à la corrosion intergranulaire
Pour déterminer la susceptibilité à la corrosion intergranulaire des alliages d'aluminium, deux méthodes de test courantes sont utilisées : les tests sur site{{0}et les tests d'immersion accélérés. Dans les tests accélérés, pour accélérer la corrosion, des solutions telles que du chlorure de potassium contenant de l'acide chlorhydrique (ISO 11846 Méthode B) ou du chlorure de potassium additionné de peroxyde d'hydrogène (ASTM G110) sont souvent utilisées. Après les tests, la section transversale-de l'éprouvette est examinée métallographiquement ou sa perte de propriétés mécaniques est mesurée. Les résultats des tests accélérés ISO 11846 sont très cohérents avec les tests sur site-en atmosphère marine. Cependant, lors d'essais accélérés, les matériaux en aluminium sensibles à la corrosion intergranulaire présentent une corrosion sévère à presque tous les joints de grains proches de la surface de l'éprouvette (corrosion intergranulaire uniforme), alors que dans les essais sur site -, la surface de l'éprouvette ne présente une corrosion que dans des zones limitées (corrosion localisée). Néanmoins, les tests accélérés restent la méthode standard pour déterminer avec précision si un matériau est sujet à la corrosion aux limites des grains.
