Mécanisme de sensibilisation
Les aciers inoxydables austénitiques résistent à la corrosion grâce à un film passif riche en chrome. Lorsque l'acier séjourne dans la plage de températures de sensibilisation — au soudage, lors d'un refroidissement lent après traitement thermique ou en service à haute température — le carbone se combine au chrome et précipite sous forme de carbures de chrome le long des joints de grains. La mince bande de métal voisine de chaque joint se retrouve appauvrie en chrome et ne peut plus maintenir de film passif. En milieu corrosif, ces bandes se dissolvent pendant que les grains restent passifs, et des grains entiers peuvent finir par se détacher.
Sur les équipements soudés, l'attaque apparaît généralement sous forme de « weld decay » : une bande dans la zone affectée thermiquement, à faible distance de la ligne de fusion, là où le métal est resté assez longtemps dans la plage de sensibilisation. Les nuances stabilisées peuvent subir une forme plus étroite, l'attaque en lame de couteau (knife-line attack), immédiatement contre la soudure.
Où on la rencontre en usine
La corrosion intergranulaire compte dans les fluides de procédé acides et oxydants, dans les équipements chimiques et papetiers, et partout où de l'inox sensibilisé est exposé à un fluide agressif. Les joints de grains sensibilisés offrent aussi un chemin privilégié à la corrosion sous contrainte intergranulaire, par exemple lors d'une exposition à l'acide polythionique pendant les arrêts de raffinerie. D'autres familles d'alliages, dont les alliages d'aluminium et de nickel, ont leurs propres mécanismes intergranulaires.
Prévention
| Approche | Principe |
|---|---|
| Nuances L (304L, 316L) | La faible teneur en carbone laisse trop peu de carbone pour former des réseaux de carbures nuisibles au soudage |
| Nuances stabilisées (321, 347) | Le titane ou le niobium fixe le carbone sous forme de ses propres carbures, préservant le chrome |
| Hypertrempe (recuit de mise en solution) | Un chauffage qui dissout les carbures, suivi d'un refroidissement rapide, rétablit une pièce sensibilisée |
| Maîtrise de la procédure de soudage | Limiter l'apport de chaleur et la température entre passes réduit le temps passé dans la plage de sensibilisation |
Essais
L'ASTM A262 établit les pratiques de détection de la sensibilité à l'attaque intergranulaire des aciers inoxydables austénitiques. La pratique A, une attaque à l'acide oxalique examinée au microscope, est un essai de tri rapide : une structure acceptable valide le matériau, tandis qu'une structure douteuse exige l'un des essais d'immersion de la même norme, comme l'essai à l'acide nitrique bouillant (Huey) ou l'essai cuivre–sulfate de cuivre–acide sulfurique (Strauss). La spécification d'achat désigne la pratique applicable et ses critères d'acceptation.