Avec le développement rapide de l'économie et de la société, l'immensité des océans et la richesse de leurs ressources marines sont devenues une préoccupation majeure. L'océan est un immense trésor de ressources, riche en ressources biologiques, énergétiques et en énergies marines. Le développement et l'exploitation des ressources marines sont indissociables de la recherche et du développement de matériaux marins spécifiques. Or, le frottement et l'usure en milieu marin extrême constituent des problèmes majeurs qui limitent l'application de ces matériaux et le développement des équipements maritimes. Cette étude porte sur le comportement à la corrosion et à l'usure des aciers inoxydables 316L et 2205 dans deux conditions d'utilisation courantes en eau de mer : la corrosion-usure et la protection cathodique. Différentes méthodes d'analyse, telles que la diffraction des rayons X (DRX), la métallographie, les tests électrochimiques et l'étude de la synergie entre corrosion et usure, ont été utilisées pour analyser les changements de phase de la microstructure. L'effet de l'usure par glissement en eau de mer sur les propriétés de corrosion et d'usure de l'acier inoxydable a ainsi été étudié. Les résultats de cette recherche sont les suivants :
(1) Le taux d'usure de l'acier inoxydable 316L sous forte charge est inférieur à celui sous faible charge. Les analyses par diffraction des rayons X et métallographiques montrent que l'acier inoxydable 316L subit une transformation martensitique lors du frottement en milieu marin, avec un rendement de transformation d'environ 60 % ou plus. La comparaison des taux de transformation martensitique dans deux conditions d'eau de mer a révélé que la corrosion par l'eau de mer freine cette transformation.
(2) La polarisation potentiodynamique et l'impédance électrochimique ont été utilisées pour étudier l'influence des modifications microstructurales de l'acier inoxydable 316L sur son comportement à la corrosion. Les résultats ont montré que la transformation de phase martensitique affecte les caractéristiques et la stabilité du film passif à la surface de l'acier inoxydable, entraînant sa corrosion. La résistance à la corrosion est affaiblie. L'analyse d'impédance électrochimique (EIS) a également abouti à une conclusion similaire : la martensite formée et l'austénite non transformée établissent un couplage électrique microscopique, modifiant ainsi le comportement électrochimique de l'acier inoxydable.
(3) La perte matérielle deacier inoxydable 316Lsous l'eau de mer comprend la perte de matière par frottement pur et usure (W0), l'effet synergique de la corrosion sur l'usure (S') et l'effet synergique de l'usure sur la corrosion (S'), tandis que la transformation de phase martensitique affecte La relation entre la perte de matière de chaque partie est expliquée.
(4) Le comportement à la corrosion et à l'usure de2205L'acier biphasé a été étudié sous deux conditions d'immersion en eau de mer. Les résultats ont montré que : le taux d'usure de l'acier biphasé 2205 sous forte charge était plus faible, et l'usure par glissement en eau de mer induisait l'apparition de la phase σ en surface de l'acier. Les modifications microstructurales, telles que les déformations, les dislocations et les décalages du réseau cristallin, améliorent la résistance à l'usure de l'acier biphasé ; comparé à l'acier 316L, l'acier biphasé 2205 présente un taux d'usure plus faible et une meilleure résistance à l'usure.
(5) Un banc d'essai électrochimique a été utilisé pour tester les propriétés électrochimiques de la surface d'usure de l'acier biphasé. Après usure par glissement en eau de mer, le potentiel d'autocorrosion de l'acier a été déterminé.2205L'acier biphasé a vu sa résistance diminuer et sa densité de courant augmenter ; la méthode de test d'impédance électrochimique (EIS) a également permis de conclure que la valeur de résistance de la surface d'usure de l'acier duplex diminue et que sa résistance à la corrosion par l'eau de mer est affaiblie ; la phase σ produite par l'usure par glissement de l'acier duplex par l'eau de mer réduit les éléments Cr et Mo autour de la ferrite et de l'austénite, rendant l'acier duplex plus sensible à la corrosion par l'eau de mer, et des piqûres sont également susceptibles de se former dans ces zones défectueuses.
(6) La perte matérielle deacier duplex 2205La perte de matière provient principalement du frottement et de l'usure, représentant environ 80 à 90 % de la perte totale. Comparée à l'acier inoxydable 316L, la perte de matière de chaque pièce en acier duplex est plus importante.
En résumé, on peut conclure que l'acier biphasé 2205 présente une meilleure résistance à la corrosion en milieu marin et est plus adapté aux applications en milieu marin sujet à la corrosion et à l'usure.
Date de publication : 4 décembre 2023