F.3 Comportement en corrosion des revêtements traités thermiquement

Comme nous l’avons précisé au début de ce paragraphe, nous avons sélectionné deux séries d’échantillons obtenues dans des conditions de traitement thermique conduisant à des caractéristiques structurales identiques. D’une part, un système revêtement-substrat traité sous air à 250°C et d’autre part, le même système traité sous azote à 300°C. Les expérimentations ont été menées sur des échantillons pour lesquels nous avons fait varier la durée de traitement (1, 5, 10 et 16 h). Par la suite nous adopterons la notation suivante :

• A1, A5, A10, etc… pour les revêtements traités sous air1h, 5h, 10h, etc… à 250°C • N1, N5, N10, etc… pour le revêtement traité sous azote1h, 5h, 10h, etc… à 300°C .

La Figure 88 présente le diagramme de Bode des échantillons traités sous air à 250°C, après 24h d’immersion en solution corrosive que nous comparons avec ceux obtenus pour l’alliage nu et revêtu du dépôt hybride.

Figure 88 : Courbes SIE, diagramme de Bode revêtements A1, A5, A10 et A16 dans NaCl (0,1M) + Na2SO4 (0,04M) après 24h d’immersion

Si nous observons l’évolution de l’angle de phase en fonction de la fréquence des échantillons traités sous air à 250°C, contrairement au revêtement hybride de référence, la constante de temps apparaissant à haute fréquence n’apparaît plus, marquant là la disparition de l’effet barrière du revêtement. Il apparaît par contre deux constantes de temps à moyenne et basse fréquence. Le phénomène transitoire observé à basse fréquence est caractéristique des phénomènes de transfert de charges et d’oxydation de l’acier comme nous pouvons le voir sur la courbe relative à l’acier nu. A moyenne fréquence, apparaît un phénomène transitoire qui pourrait résulter d’une résistance de pores correspondant ici à la diffusion de l’électrolyte au travers d’un dépôt fissuré et contribuant à la formation de la couche passive en fond de fissure. Suivant les échantillons, ce déphasage à moyenne fréquence varie de 65° (A1 et A5) à

Chapitre III : Elaboration et caractérisations physico-chimiques des matériaux et revêtements mis en œuvre

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55° (A10 etA16), ce qui pourrait être lié à un accroissement de la perméabilité du revêtement avec la durée du traitement.

Nous pouvons constater sur les représentations de Bode du module d’impédance que le palier observé à basse fréquence pour le revêtement hybride de référence n’est plus présent pour échantillons traités sous air à 250°C. Les échantillons A1 et A5 présentent cependant une légère inflexion à moyenne fréquence que nous pouvons attribuer à une résistance de pores du revêtement qui tend à disparaître pour des durées de traitement prolongées. Ces résultats montrent donc que le traitement thermique sous air à 250°C dégrade les propriétés barrières du revêtement de manière d’autant plus marquée que les échantillons sont traités pendant des durées prolongées.

Ce même type d’étude a été effectué pour les échantillons traités sous azote à 300°C pendant 1, 5, 10 et 16 heures. La Figure 89 présente le diagramme de Bode après 24 h d’immersion en solution corrosive.

Figure 89 : Courbes SIE, diagramme de Bode revêtements N1, N5, N10 et N16 dans NaCl (0,1M) + Na2SO4 (0,04M) après 24h d’immersion

Sur le graphe donnant l’évolution de l’angle de phase en fonction de la fréquence, nous pouvons constater que la constante de temps apparaissant à haute fréquence est toujours présente pour les échantillons traités 5h sous azote à 300°C, mettant ici en évidence la persistance de l’effet barrière du revêtement. Il apparaît, toutefois, une constante de temps à basse et moyenne fréquence quel que soit la durée de traitement. Comme pour les traitements à 250°C sous air, nous constatons à moyenne fréquence un phénomène transitoire attribuable à une résistance de pores caractéristique d’une diffusion de l’électrolyte au travers du dépôt et contribuant à la formation d’une couche passive.

Parmi les échantillons traités sous azote à 300°C, il faut remarquer le comportement singulier de l’échantillon N5 traité 5 heures. En effet, cet échantillon présente d’une part un angle de déphasage d’environ 70° vers les hautes fréquences bien supérieur à celui obtenu pour les

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autres durées de traitement et d’autre part sur la courbe d’évolution des modules d’impédance, un plateau résistif à moyenne fréquence, qui n’existe pas pour les autres durées de traitements et qui traduit une meilleure tenue à la corrosion.

Discussion :

Nous avons vu que pour un traitement thermique sous air à 250°C plus la durée du traitement est importante et plus la résistance à la corrosion du système est dégradée. Par contre un traitement thermique sous azote à 300°C permet d’aboutir à un comportement à la corrosion plus satisfaisant illustré par des angles de déphasage à haute et moyenne fréquence plus élevés et l’existence de plateaux résistifs plus marqués.

Ceci est donc directement corrélable aux analyses structurales qui montrent que le réseau organique du matériau constituant le revêtement traité sous air à 250°C est d’autant plus dégradé que la durée de traitement augmente (cf III.C.3.). Nous avions également montré que sous azote le phénomène de combustion est inhibé et que la fragmentation de la composante organique et la formation in situ de CAG sont repoussées vers de plus hautes températures.

Ces transformations chimiques du revêtement hybride pour obtenir un revêtement composite SiAlOx-CAG engendrent aussi nous l’avons vu, une variation volumique du dépôt se traduisant

par une diminution d’épaisseur et une fissuration des revêtements, que nous pouvons rapprocher ici de la dégradation de la tenue en corrosion des systèmes revêtus. Ayant montré préalablement que la fissuration du revêtement n’intervenait pas aux mêmes températures, en fonction de l’atmosphère de traitement, nous avons tenté d’établir des corrélations entre l’état de fissuration et la tenue à la corrosion des différents systèmes revêtement-substrat afin d’expliquer le meilleur comportement anticorrosion du revêtement N5, traité 5h sous azote à 300°C.