BE370153A - - Google Patents

Description

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    "   Acier ou fonte ayant une faible tendance à rouiller Il 
La présente invention a pour objet de l'acier ou de la fonte résistant à la corrosion. 



   Il est connu qu'on peut, en ajoutant du cuivre à de l'acier et de la fonte dans les proportions de 0,2 à 0,3% et souvent même davantage, augmenter leur résistance à la corrosion par les intempéries et les eaux acidulées. 



  Malgré les nombreuses recherches entreprises dans ce domai- ne, on n'a pas pu découvrir jusqu'à présent comment le cuivre agit, c'est à dire le processus de la réaction qui influe sur la marche de la corrosion par suite de la présence de ce métal; d'autre part la question de l'augmentation de la résistance à la corrosion dans les eaux neutres ( de ri-      vière ou de mer ) est encore discutée.      

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   Or, des essais ont montré que l'action antirouille qu'exerce l'addition du cuivre à   l'acier.. ou   à la fonte repose essentiellement sur les relations suivantes. Les produits de la corrosion du fer qui se forment dans la solution à mesure que la rouille se développe nécessitent la présence d'ions de fer bi- et trivalents dont la concentration est déterminée par le produit de la dissolution de l'hydrate. 



  Ce rapport constant de la concentration en ions assure à l'agent de corrosion un potentiel d'oxydation, dont la valeur Eh = + 0,54 volt constitue une mesure de la force oxydante de la solution. Sous l'action de cette force oxydan- te de la solution, le cuivre est oxydé en même temps que le fer et il se dissout, mais par suite de la présence du fer il est de nouveau précipité immédiatement et fixé à l'état de dépôt. Suivant les conditions déterminant le processus de la décharge et de la cristallisation des ions de cuivre, il se forme une couche de cuivre ou d'oxyde de cuivre plus ou moins cohérente et couvrante, comme cela se produit dans . l'eau distillée, l'eau de pluie ou par la rouille de l'at- mosphère, ou un précipité de cuivre spongieux, comme on l'observe dans les solutions aqueuses diluées de sel. 



   Le cuivre spongieux finement divisé qui se trouve en contact intime avec le fer provoque la formation de nom- breux éléments voltalques locaux : cuivre-fer, dont l'ac- tion se manifeste par la production d'hydrate de fer vert et l'enrichissement en cette matière. Cette formation d'hy- drate de fer est encore activée par la réduction intimement liée à l'oxydation du cuivre du fer trivalent en fer biva- lent.

   L'hydrate de fer se présente sous forme de gel vis- queux, adhérent et comme il peut être engendré assez rapi-   dement   par l'activité des éléments   voltatques   locaux, il peut   @   

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 faire prise sous eau par suite de son caractère gypseux et devenir imperméable de ce fait, de telle sorte que la sur- face de l'acier n'offre plus de prise aux atteintes de l'eau et à la corrosion. 



   Le cuivre n'est pas le seul métal qui puisse se séparer du fer pendant la formation de la rouille en produi- sant ensuite une couche protectrice d'hydrate de fer, mais tout métal dont le potentiel électrolytique est inférieur au potentiel d'oxydation de l'agent de corrosion et supé- rieur au potentiel électrolytique du fer, se sépare sur l'a- cier ou la fonte et provoque à mesure que se produit la cor- rosion la formation de la couche d'hydrate de fer. Ces mé- taux sont par exemple l'antimoine, le bismuth, l'arsenic, l'étain. L'addition de ces métaux produit le même effet que celle de cuivre.

   L'essentiel est que lors de ces additions les phénomènes précédemment décrits se produisent déjà pour la très faible teneur de 0,1% ou, si l'acier ou la fonte renferme plusieurs des additions ci-dessus mentionnées, pour une teneur totale de 0,1% au moins, en formant ensuite la couche d'hydrate de fer imperméable. Au point de vue de son action antirouille, l'addition des métaux mentionnés ne présente pas de limite supérieure. Toutefois, il est recomman- da.ble de ne pas dépasser des teneurs dépassant   5%.   Un métal qui n'a pas encore été cité et qui possède des propriétés électrochimiques analogues est le nickel. L'addition de ce métal seul donne lieu cependant à des phénomènes accessoires nuisibles, qui empêchent la séparation du nickel.

   Par la présence simultanée de cuivre, d'antimoine, de bismuth ou 

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 d'arsenic chacun isolément ou   combinés 4   plusieurs, ces phénomènes accessoires peuvent être évités, de telle sorte qu'il peut se former ici aussi une couche protectrice. On peut donc augmenter la propriété déjà connue des aciers ou fontes au nickel de bien résister à l'action de la rouille, par l'addition de cuivre, d'antimoine, de bismuth ou d'ar- senic, soit chacun isolément, soit combinés à plusieurs. 



  Cette addition exerce déjà l'action ci-dessus mentionnée pour de faibles teneurs de l'ordre de 0,1% 
La stabilité de la couche protectrice imperméable est toutefois soumise à une certaine restriction du fait que l'oxygène de la solution oxyde la couche graduellement en donnant lieu à la rouille noire. ( Fe   O.Fe2   03) granuleuse et perméable et à la rouille brune ( Fe2 03).Les pores, trous et crevasses qui se forment ainsi dans la couche d'hy- drate de fer nuisent à son action protectrice et peuvent même l'arrêter momentanément.

   Du fait qu'on ajoute à l'acier ou à la fonte en outre des additions ci-dessus mentionnées encore de petites quantités de métaux dont les produits d'oxy- dation, en vertu de leurs propriétés chimiques, ne peuvent pas s'oxyder davantage et restent, par suite de leur consis- tance visqueuse, gélatineuse, adhérer aux précipités spon- gieux poreux, en faisant prise sous l'eau et en devenant im- perméables, l'action nuisible des pores et des crevasses due à l'oxydation de la couche d'hydrate de fer est supprimée,de telle sorte que l'action protectrice demeure. Ces métaux sont principalement le magnésiun, l'aluminium, l'étain, le nickel. L'action envisagée s'obtient déjà par des additions relativement faibles, s'élevant pour l'aluminium par exemple   @   

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 de   0,05%   à 0,5%.

   Une addition plus forte agit également, mais sans cependant donner lieu à des avantages spéciaux pour les aciers. Cette restriction n'est pourtant pas appli- cable aux fontes pour lesquelles l'action protèctrice atteint son maximum pour une teneur en aluminium de 0,5 à 5% suivant la composition, bien qu'une teneur en aluminium de 0,05% et au-delà puisse assurer une protection qui peut être effec- tive techniquement. Le magnésium et l'étain exercent cette action sur l'acier et la fonte pour des teneurs jusque 5% environ ; toutefois à cause de l'action nuisible de ces additions sur l'acier ou la fonte au point de vue des proprié- tés mécaniques, il vaut mieux éviter des teneurs aussi éle- vées de ces deux additions.

   L'addition de nickel, si la ques- tion du prix ne l'interdit pas, peut s'élever à 10% étant donné que jusqu'à cette teneur la stabilité augmente dans une mesure sensible à mesure que la teneur en nickel s'élève. 



  Evidemment, l'addition des métaux mentionnés peut également être effectuée pour des métaux qui ne sont soumis qu'à la corrosion par les intempéries; dans ce cas la teneur en cuivre suffit toutefois généralement pour obtenir un effet utile. 



   Cette action protectrice par l'addition des métaux mentionnés est également encore assurée lorsque l'acier, pour d'autres raisons, est allié dans les proportions usuelles à des éléments tels que le manganèse, le silicium, le phosphore, le   chrome,   le tungstène, le molybdène, le vanadium, le cobalt, le titane, le bore, le zirconium et le béryllium. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. --------------------------- 1. Aciers ou des fontes pour la fabrication d'objets <Desc/Clms Page number 6> qui doivent avoir une faible tendance à rouiller, notamment ceux qui sont exposés à l'action de la rouille dans l'eau, surtout l'eau de mer et la terre humide, caractérisés en ce qu'on allie à l'acier ou à la fonte des éléments dont le potentiel électrolytique est inférieur au potentiel d'oxyda- tion constant de l'agent de corrosion ( En 0,5 volt ) mais est supérieur au potentiel électrolytique de l'acier ou de la fonte et qui, comme le cuivre déjà utilisé, par suite de leurs propriétés électrochimiques pendant la cor- rosion provoquent la formation d'une couche antirouille adhérente.

   2. Aciers ou fontes suivant la revendication 1, ca- ractérisés en ce qu'on y emploie comme additions de l'anti- moine, de l'arsenic, du bismuth, et de l'étain en quantités de 0,05 à 5% isolément ou conjointement, avec ou sans cuivre.

   3. Aciers ou fontes suivant les revendications 1 et 2, caractérisés en ce qu'ils comportent en outre d'additions de cuivre, arsenic, antimoine, bismuth et étain, isolément ou conjointement, encore d'autres additions de magnésium ou d'étain en quantités de 0,1% à 5% ou de nickel en quantités de 0,2 à 0,5 % ou d'aluminium en quantités de 0,05% à 5%,ces additions pouvant aussi être faites isolément ou conjointe- ment.