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Un secret bien gardé !

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L'acier est un alliage aux propriétés extraordinaires

Il est utilisé à toutes les sauces. Il est le résultat d'un mélange de fer et de carbone chauffé à très haute température. Il est solide, dur, un excellent isolant contre la chaleur (comparé aux autres alliages et métaux) et capable de résister à des forces incroyables. Ses applications sont multiples : aéronautique, structures d'immeubles, pipelines, trains d'atterrissage, coutelleries, montres, etc.

Il se retrouve partout et on le voit dans la vie de tous les jours sans vraiment s'en rendre compte. Il est connu depuis le Moyen-Âge où il était principalement utilisé dans la fabrication d'armes et d'armures pour l'élite militaire. Depuis, ingénieurs et scientifiques ont réussi à développer de nouvelles formulations de cet alliage afin d'obtenir une variété d'alliages qui peuvent s'adapter à une multitude d'applications.

Un de ses alliages parmi les plus connus est l'acier inoxydable. Il a été inventé en 1913 au Royaume-Uni. Il est le résultat d'un alliage de fer, de carbone et de chrome. Le chrome lui donnant sa couleur brillante et ses propriétés de résistance à la corrosion. De plus, il offre des propriétés mécaniques plus qu'intéressantes. D'ailleurs, on l'utilise dans la fabrication de coutelleries, les moteurs des voitures Formule 1 ou bien dans des applications industrielles où la résistance à la corrosion est de mise. Malgré cela, il finit par se dégrader (rouille) dans des conditions extrêmes et son mécanisme de corrosion est encore mal connu.

Cependant, deux équipes britanniques, du Imperial College et du University College London, prétendent avoir élucidé le mécanisme en utilisant la microscopie électronique. En effet, la faute serait imputée à de petites particules d'environ 10 millionièmes de mètre, riches en sulfures, présentent dans l'acier produit industriellement.

La plupart de ces sulfures ont pour origine les impuretés de soufre que l'on retrouve dans le minerai de fer et de carbone (charbon). La plupart de ces impuretés sont oxydées en SO2 et SO3 et s'évaporent dû aux hautes températures qui règnent dans les fours produisant l'acier. Cependant, il demeure toujours une infime quantité de sulfures qui ne sont pas oxydés et demeurent dans le produit final. Ces particules de sulfures demeurent souvent sous forme liquide même une fois que l'alliage s'est solidifié et celles-ci absorbent les atomes de chrome qui sont dans les parages, créant ainsi de petites zones où l'acier n'est plus inoxydable. On savait déjà que des aciers pauvres en sulfures avaient de meilleures résistances à la corrosion, mais on ne connaissait rien du mécanisme de surface au niveau microscopique.

Ces zones faibles en chrome corroderont à peu près comme l'acier normal (formation d'oxyde de fer, Fe2O3) en y formant de petits trous. Ce processus s'appelle corrosion par piqûres et est dévastateur pour l'acier. Ce mécanisme de corrosion peut mener à la fissuration de l'acier, ce qui pourrait avoir des conséquences très dévastatrices au niveau industriel. Une fois le processus de corrosion enclenché, il est quasi impossible à arrêter une fois que celui-ci a commencé, à moins d'utiliser des méthodes de réparation et de traitement de surface très coûteuses.

Il existe déjà des méthodes pour fabriquer des aciers contenant beaucoup moins de sulfures, mais ces méthodes sont très onéreuses et peu d'industries (et de clients) peuvent se les payer. En élucidant le mécanisme de corrosion de l'acier inoxydable, ces scientifiques espèrent pouvoir développer de nouvelles techniques qui pourraient produire des aciers encore plus résistants à la corrosion, sans avoir à diminuer le taux de sulfure que l'on retrouve dans les aciers actuels. En effet, ces scientifiques suggèrent qu'en altérant les conditions de fabrication, on pourrait obtenir des aciers inoxydables de bien meilleure qualité. De plus, un traitement à chaud de l'acier, après qu'il ait été fabriqué, pourrait uniformiser la concentration de chrome dans les zones où les particules de sulfures ont réduit celle-ci.

Par Daniel PICARD - Futura-Sciences Québec

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