C ORROSION INTERGRANULAIRE DES ALLIAGES DE LA SERIE 2

La corrosion intergranulaire se localise donc aux joints de grains du matériau. Le milieu qui entraîne la corrosion intergranulaire est presque toujours le même que pour la corrosion par piqûres, à savoir un milieu chloruré neutre. Pour les alliages de la série 2xxx le phénomène de corrosion intergranulaire est lié à la précipitation des particules intermétalliques riches en cuivre au joint de grains, les particules de phase S-Al2CuMg, et dont la formation entraîne un

cuivre résulte donc de la diffusion des atomes de cuivre de la matrice. Les particules riches en cuivre ont un comportement cathodique et la zone appauvrie en cuivre présente un comportement anodique. Par suite, le couplage galvanique qui résulte de la différence de potentiel entre les précipités et la zone appauvrie, entraîne la dissolution de la matrice autour des joints de grains.

Les premières études concernant l’étape d’initiation de la corrosion intergranulaire ont été réalisées sur les alliages de la série 2xxx, avec une teneur en cuivre de 4 %. Galvele et al. [Gal70] ainsi que Sugimoto et al. [Sug75] ont rapporté l’existence de deux potentiels de rupture : un potentiel de rupture qui est associé à la dissolution de la zone dépourvue en cuivre le long des joints de grains et un autre potentiel plus noble qui correspond au potentiel de piqûre de la matrice.

A la Figure I-18 sont représentés les courbes i = f(E) de l’aluminium pur et d’un alliage Al-Cu (4%) dans une solution chloruré de NaCl 0,5 M. Les deux potentiels identifiés par Galvele et al., peuvent être observés sur cette courbe: Epiqûre1 – potentiel de piqûre de la zone dépourvue

en cuivre et Epiqûre2 - potentiel de piqûre de la matrice. De même, deux potentiels de rupture sont

remarqués par Urushino et al. [Uru79] pour les alliages de la série 2xxx, de type Al-Cu-Mg (AA2017 et AA2024).

Figure I-18 : Courbe intensité - potentiel de l’aluminium pur et de l’alliage d’aluminium‐ 4 % cuivre en solution chlorurée d’après [Gal70].

Plusieurs années après, Guillaumin et al. [Gui99] ont étudié le comportement de l’alliage AA2024 dans une solution chlorurée NaCl 1M. La courbe obtenue par mesure potentiocinétique par Guillaumin et al. montre également deux potentiels de rupture, notés Eb1 et Eb2 (Figure I-

19).

Le premier potentiel Eb1 = -720 mV est attribué à une dissolution des particules

intermétalliques de phase S-Al2CuMg. Pour un potentiel inférieur à Eb1, Guillaumin a observé

une dissolution de la matrice à proximité des phases S-Al2CuMg. Les phases S-Al2CuMg

présentent une structure poreuse due à la dissolution sélective du magnésium et à l’enrichissement relatif en cuivre. Le couplage galvanique entre les particules S-Al2CuMg et la

matrice adjacente est alors accentué. Les observations MET ont mis en évidence l’existence des zones PFZ autour des particules S-Al2CuMg. Ces zones sont caractérisées par un potentiel moins

noble vis-à-vis des particules S et de la matrice. Deux types de couplage galvanique sont observés: un couplage entre les particules S et les zones PFZ adjacentes et un couplage entre les zones PFZ et la matrice adjacente. La matrice adjacente aux particules de phase S est dissoute pour le potentiel inferieur à Eb1.

Figure I-19 : Courbe de polarisation de l’alliage d’aluminium 2024 en solution NaCl 1M [Gui99].

Un travail effectué par Zhang et al. [Zha03] confirme le résultat concernant la nature et la valeur du premier potentiel de rupture, pour un alliage 2024-T3, dans un milieu chloruré NaCl désaéré avec de l’argon. Le deuxième potentiel de rupture, plus noble, noté sur la courbe par Eb2

= - 620 mV est associé soit avec le potentiel de rupture de la matrice soit avec la propagation de la corrosion par piqures et de la corrosion intergranulaire. Ce potentiel est le résultat de la dissolution de la matrice dans les grains et au niveau de joints de grains dont les particules S- Al2CuMg sont dissoutes, le couplage galvanique étant accentué. La sensibilité à une dissolution

sélective des joints de grains est induite d’une part de leur comportement plus anodique en rapport avec la matrice et d’autre part de la dissolution des particules intermétalliques à un potentiel de -720 mV. Le développement de la corrosion par piqûres et de la corrosion intergranulaire est remarqué.

Zhang et al. [Zha03] considèrent que le deuxième potentiel de rupture correspond à l’initiation et à la propagation de la corrosion intergranulaire. Pour la propagation, il est nécessaire qu’une précipitation continue aux joints de grains existe avec la présence des zones PFZ pour assurer un chemin anodique. Les paramètres susceptibles d’affecter la corrosion intergranulaire peuvent tenir compte des conditions physico-chimiques (composition chimique du milieu corrosif, température) et aussi des propriétés intrinsèques du matériau (macrostructure, hétérogénéités microstructurales, précipitation aux joints de grains). La sensibilité à la corrosion intergranulaire des alliages de la série 2xxx, et notamment de l’alliage d’aluminium 2024 peut être contrôlée à l’aide des traitements thermiques et plus précisément, par la vitesse de refroidissement et l’effet du revenu. La vitesse de trempe représente donc une étape essentielle

au cours d’un traitement thermique pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques et pour améliorer la résistance à la corrosion localisée.