Des chercheurs de l’université du Tohoku ont mis au point une nouvelle technique pour identifier les sites d’initiation d’un processus destructeur appelé corrosion par piqûres, qui se produit lorsque les alliages d’aluminium (Al) sont exposés à des solutions de chlorure de sodium. Cette avancée devrait accélérer le développement d’alliages d’Al avec une résistance à la corrosion améliorée. Étant donné que les alliages d’aluminium sont largement utilisés dans les équipements de transport, améliorer leur résistance à la corrosion signifie que nous pouvons développer des moteurs, des suspensions et des transmissions automobiles plus durables.
Les alliages d’aluminium sont un excellent choix pour les équipements de transport en raison de leur faible poids et de leur recyclabilité. Cependant, leur durabilité à long terme est constamment mise à l’épreuve par des environnements d’exploitation divers et hostiles. Parce que les alliages d’Al contiennent des microstructures complexes, identifier l’origine de la corrosion est resté difficile.
« Cette étude innovante combine la microscopie optique en temps réel avec une solution tampon borique-borate, afin de supprimer la décoloration autour des composés intermétalliques, empêcher le dépôt de produits de corrosion et permettre une visualisation claire des emplacements exacts où les piqûres se forment », explique Masashi Nishimoto (université du Tohoku).
L’équipe de recherche a appliqué sa technique à l’ADC12 (Al-12%Si-2%Cu), un alliage d’aluminium moulé sous pression utilisé pour diverses pièces automobiles. Les alliages étant un mélange de différents métaux et d’éléments d’impureté (comme Cu, Fe, Mn et Mg), de nombreux composés intermétalliques se forment pendant le processus de solidification, créant des inhomogénéités électrochimiques que l’on pense être à l’origine de la corrosion par piqûres. Cependant, les tests de corrosion conventionnels dans des solutions de chlorure de sodium entraînent une décoloration généralisée des composés intermétalliques et un dépôt de produits de corrosion, masquant les sites d’initiation des piqûres. Cela rend difficile l’identification de la cause précise.
En utilisant une solution tampon borique-borate, la nouvelle technique développée supprime l’alcalinisation sur les composés intermétalliques. Cela empêche la décoloration et réduit le dépôt de produits de corrosion, permettant une observation claire de l’initiation et de la croissance précoce des piqûres. Des analyses ultérieures par microscopie électronique à transmission à balayage et par spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie ont révélé que les piqûres prennent naissance dans la région de solidification finale. Cependant, toutes les régions de solidification finale ne deviennent pas une piqûre, ce qui suggère que l’initiation des piqûres dépend également de compositions chimiques locales spécifiques et de caractéristiques microstructurales.
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« Pouvoir observer où et comment ces piqûres se forment est une avancée passionnante, car cela pourrait nous aider à trouver des moyens de prévenir ou de ralentir leur formation pour des composants de véhicules plus durables », remarque Nishimoto.
La méthode peut être appliquée au-delà des alliages moulés sous pression pour élucider les mécanismes de corrosion par piqûres dans d’autres alliages d’Al. En clarifiant les relations causales entre la microstructure et le comportement à la corrosion, elle contribue à établir des lignes directrices pour concevoir des matériaux ayant une résistance à la corrosion plus élevée et soutient le développement de composants automobiles plus durables.
Article : Identification of submicron-sized causing localized corrosion initiation and growth in die-cast Al-Si-Cu alloy – Journal : Journal of The Electrochemical Society – DOI : Lien vers l’étude
Source : Tohoku U.
