Influence de la composition chimique du film passif et des contraintes résiduelles sur le comportement micro-électrochimique des aciers inoxydables duplex en milieux contenant des ions chlorure

Influence of the chemical composition of the passive film and residual stresses on the micro-electrochemical behaviour of duplex stainless steels in solution containing chloride ions

¹ ICB, UMR 5209 CNRS-Université de Bourgogne, BP 47870, 21078 Dijon Cedex, France
e-mail : vincent.vignal@u_bourgogne.fr
² Industeel, CRMC, Groupe ArcelorMittal, 71200 Le Creusot, France

Reçu : 23 Novembre 2010
Accepté : 2 Décembre 2010

Résumé

Le comportement micro-électrochimique d’aciers inoxydables duplex a été déterminé dans des milieux contenant des chlorures, à l’aide de la technique de la microcellule électrochimique (capillaires de 30 µm). Les résultats obtenus ont été analysés en considérant la composition chimique du film passif. Des relations quantitatives entre les paramètres électrochimiques et la distribution en chrome et fer dans la couche passive ont été trouvées. Comme les deux phases ont des propriétés mécaniques différentes, un champ de contraintes résiduelles hétérogène est généré à la surface de l’alliage. Une méthode thermo-mécanique basée sur la simulation numérique par éléments finis a été utilisée pour calculer les gradients de contraintes et évaluer leur rôle dans la réponse électrochimique. Le rôle des contraintes élastiques et de la couche écrouie sur le potentiel de corrosion a été évalué.

Abstract

The micro-electrochemical behavior of duplex stainless steels was determined in sodium chloride media by means of the electrochemical micro-cell technique (capillary diameters of 30 µm). The results obtained were analyzed considering the passive film chemical composition. Quantitative relationships between electrochemical parameters and the distribution of chromium and iron in the oxide layer were found. Due to differences in mechanical properties between ferrite and austenite, a heterogeneous stress distribution is generated in both phases. A method based on thermal-mechanical simulation was used to quantify surface stress gradients and to evaluate its influence on the micro-electrochemical behavior. This was done for the different surface preparations. The role of elastic stresses and the cold-worked layer on the corrosion potential value was discussed.