S UIVI DU POTENTIEL LIBRE

L’évolution du potentiel libre (OCP), mesuré en mV/ECS pendant l’immersion dans un milieu corrosif aéré a été suivie pour une durée totale de 24 h. La surface de travail pour tous les échantillons, a été polie jusqu’à 1µm et rincée dans l’éthanol à ultrason. Pour éviter la corrosion caverneuse pendant les essais électrochimiques, l’interface échantillon/résine a été protégée par l’application d’une couche de vernis. Toutes les mesures du potentiel libre ont été réalisées dans les mêmes conditions (immersion dans un milieu corrosif à 20 °C et un pH environ égal à 6-6,5) pour obtenir des résultats reproductibles.

Nous avons suivi l’évolution du potentiel libre des différents états métallurgiques dans deux types de milieu corrosif : un milieu chloruré (NaCl, 1M) et un milieu qui contient des ions sulfates et chlorures (Na2SO4, 0.1M + NaCl, 0.001M). Les premiers essais ont été réalisés sur un

alliage de l’aluminium 2024 T351.

Dans la Figure IV-1 est représentée l’évolution du potentiel libre durant 24 h dans NaCl 1M et respectivement Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M. L’évolution du potentiel libre (OCP)

pendant l’immersion dans une solution NaCl 1M est caractérisée par une augmentation initiale de -900 mV à -700 mV et après plusieurs fluctuations, il se stabilise autour de la valeur de -650 mV, qui est atteinte après approximativement 10 h d’immersion.

(a) (b)

Figure IV-1 : Suivi du potentiel libre dans NaCl 1M (a) et Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M (b) de l’alliage 2024

T351.

Pour le milieu Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M, on constate dans les premières minutes

d’immersion une augmentation du potentiel libre de -700 mV à -350 mV. Après environ 10 h d’immersion l’OCP se stabilise autour de -440 mV. Les valeurs du potentiel libre déterminées dans les deux milieux corrosifs indiquent une sensibilité plus accentuée de l’alliage 2024-T351 dans milieu chloruré de type NaCl 1M. Ensuite, notre étude s’est portée sur l’évolution du potentiel libre de l’alliage 2024 soumis à un traitement thermique de revenu au pic (T6) et sur- revenu (T7). L’évolution du potentiel libre pendant 24 h de l’alliage 2024 dans l’état T6 et T7 est présentée dans la Figure IV-2.

(a) (b)

Figure IV-2 : Suivi du potentiel libre dans NaCl 1M de l’alliage 2024 revenu au pic (T6) et sur-revenu (T7).

Pour le milieu chloruré, NaCl 1M, la variation du potentiel libre pour l’alliage 2024 soumis à un traitement thermique de revenu, au pic de revenu et après le pic de revenu, ne dépasse pas 30 mV autour de -740 mV. Les courbes d’évolution du potentiel libre en fonction du temps sont similaires, quel que soit le traitement thermique appliqué. On peut constater que le potentiel libre de l’alliage ne semble pas être influencé par les conditions du traitement thermique (durée et température du traitement). La variation du potentiel libre de l’alliage à l’état revenu au pic par rapport à l’état revenu après le pic de dureté est de 30 mV, donc une variation qui n’est pas significative.

La Figure IV-3 présente l’évolution du potentiel libre pendant 24 h de l’alliage 2024, dans les états T6 et T7, dans une solution de Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M.

(a) (b)

Figure IV-3 : Suivi du potentiel libre dans Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M de l’alliage 2024 revenu au pic (T6)

et sur-revenu (T7).

On peut constater une évolution du potentiel libre différente par rapport au milieu chloruré. Dans une première phase sur un certain nombre d’heures le potentiel varie de manière importante. Ainsi, dans les premières 5-6 heures d’acquisitions, le potentiel présente des fluctuations importantes, d’environ 200-300 mV, autour de -400 mV.

(a) (b)

(c)

Figure IV-4 : Suivi du potentiel libre dans Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M de l’alliage 2024 T6 et T7 à 150 °C

Ces variations apparaissent pour tous les traitements thermiques, mais d’une manière accentuée pour les traitements à 150 °C. Ces fortes fluctuations (Figure IV-4) peuvent être reliées aux phénomènes de piqûration qui se produiraient sur les phases riches en cuivre, étant connu que les ions sulfates provoquent la corrosion par piqûres des particules intermétalliques, mais ils sont, au contraire inhibiteurs vis-à-vis de l’aluminium [Bla97, Idr05]. Après ces fortes fluctuations, la présence d’oscillations importantes est visible, due à la compétition entre le phénomène de dissolution et la passivation des piqûres [Kol61, Gar71, Roz81, Ber92]. Ensuite, une stabilisation du potentiel est constatée, au bout de 24 heures, on remarque une évolution différente du potentiel : les échantillons revenus au pic de dureté possèdent un potentiel libre moins négatif par rapport à celui de ceux revenus après le pic de dureté.

En effet, le traitement thermique influence l’évolution du potentiel libre et après 24 h on peut supposer que la variation du potentiel libre se manifeste par un comportement différent à la corrosion localisée, c'est-à-dire, l’état revenu au pic (T6) est plus sensible à la corrosion localisée. Dans le Tableau IV-1 sont présentées les valeurs du potentiel libre en fonction de milieu et de l’état métallurgique.

Tableau IV-1 : Valeurs du potentiel libre dans NaCl 1M et Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M de l’alliage 2024

revenu au pic et revenu après le pic. Etat métallurgique

[Tableau II-3 et II-4] OCP (mV/ECS)- NaCl 1M Na SO 0.1M+ NaCl 0.001M OCP (mV/ECS)-

T6-150 -760 -546 T7-150 -755 -539 T6-175 -731 -551 T7-175 -760 -469 T6-190 -730 -569 T7-190 -756 -553 T351 -651 -431

La comparaison des valeurs présentées dans le tableau montre dans un premier temps que le comportement en corrosion dépend de milieu corrosif. Si dans un milieu concentré en ions chlorures (NaCl 1M) l’alliage est sensible à la corrosion localisée, quel que soit le traitement thermique appliqué, par contre dans un milieu "appauvri" en ions chlorures les valeurs montrent que le traitement thermique peut modifier les valeurs d’OCP et donc la sensibilité à la corrosion. Ainsi, pour le potentiel libre on retrouve une différence d’environ 100 mV, entre le traitement T6 et T7 réalisé à 175 °C.

La Figure IV-5 présente les micrographies de la surface après 24 h d’immersion, dans les deux milieux de corrosion, NaCl 1M respectivement Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M.

Il faut remarquer l’agressivité plus importante du milieu chloruré, qui détermine la piqûration de la matrice. Par contre, le milieu contenant des ions sulfates induit la dissolution uniquement des particules intermétallique, la matrice n’étant pas attaquée.

(a) (b)

Figure IV-5 : Micrographies optiques de la surface de l’alliage 2024 obtenues après l’acquisition d’OCP pendant 24h dans une solution de NaCl 1M (a) et Na2SO4 0.1M + NaCl 0.001M (b).

Afin de compléter l’étude de l’influence des différents traitements thermiques sur le comportement global en corrosion de l’alliage 2024 des essais de polarisation potentiocinétiques ont été réalisés.