Comment la composition des alliages cuivre-nickel affecte-t-elle leur résistance à la corrosion, notamment en milieu marin ?

Alliages cuivre-nickel , également connus sous le nom de cupronickels, sont des alliages de cuivre qui contiennent du nickel comme élément d'alliage principal, ainsi que d'autres éléments tels que le fer et le manganèse. La composition des alliages cuivre-nickel influence considérablement leur résistance à la corrosion, notamment en milieu marin. Voici quelques facteurs clés liés à la composition et à la résistance à la corrosion de ces alliages :
Teneur en nickel :
Le nickel contribue principalement à la résistance à la corrosion des alliages cuivre-nickel. Une teneur plus élevée en nickel se traduit généralement par une meilleure résistance à la corrosion dans les environnements marins. Le nickel forme une couche d'oxyde protectrice à la surface de l'alliage, ce qui améliore sa résistance à l'eau de mer et à d'autres milieux corrosifs.
Teneur en cuivre :
Bien que le cuivre soit le métal de base de ces alliages, une teneur excessive en cuivre peut réduire la résistance à la corrosion. L’équilibre entre le cuivre et le nickel est crucial pour obtenir les propriétés souhaitées. Les alliages cuivre-nickel contiennent généralement 10 à 30 % de nickel, selon l'alliage spécifique.
Fer et Manganèse :
De petites quantités de fer et de manganèse sont souvent présentes dans les alliages cuivre-nickel. Ces éléments peuvent influencer les propriétés mécaniques de l’alliage et peuvent également jouer un rôle dans la formation de films protecteurs en surface. Des quantités contrôlées de fer et de manganèse sont généralement bénéfiques pour obtenir une résistance optimale à la corrosion.
Éléments stabilisateurs :
Certains alliages cuivre-nickel peuvent contenir des éléments stabilisants tels que l'aluminium et le titane. Ces éléments aident à maintenir la couche protectrice d'oxyde à la surface de l'alliage, améliorant ainsi sa résistance à la corrosion et à l'érosion dans les environnements marins.
Formation de film d'oxyde :
La résistance à la corrosion des alliages cuivre-nickel repose sur la formation d’un film d’oxyde stable et protecteur en surface. Le nickel contribue à la passivation de l'alliage, empêchant ainsi une corrosion ultérieure. Cette couche d'oxyde est auto-réparatrice et offre une protection à long terme.
Vitesse et température de l’eau de mer :
La résistance à la corrosion des alliages cuivre-nickel est également influencée par des facteurs tels que la vitesse et la température de l’eau de mer. Des vitesses plus élevées de l'eau de mer et des températures élevées peuvent affecter les performances de l'alliage et la composition doit être sélectionnée en conséquence.
Résistance au bioencrassement :
Les alliages cuivre-nickel présentent un certain niveau de résistance au biofouling, c'est-à-dire l'accumulation d'organismes marins sur les surfaces immergées. La composition peut influencer l’efficacité de cette résistance, et la teneur en cuivre, en particulier, joue un rôle dans l’inhibition de la croissance marine.
Les alliages cuivre-nickel, tels que ceux portant la désignation C70600 (90/10) et C71500 (70/30), sont couramment utilisés dans les applications marines en raison de leur excellente résistance à la corrosion et de leur durabilité. Le choix de la composition d'alliage appropriée dépend des conditions spécifiques du milieu marin et des caractéristiques de performance requises.