Influence de l’hydrogène sur la sensibilité à la corrosion intergranulaire de l’alliage d’aluminium 2024 en environnement aéronautique
Emilie Mondou1, Arnaud Proietti2, Cédric Charvillat1, David Sinopoli3, Christine Blanc1
1CIRIMAT, Université de Toulouse, CNRS, INP-ENSIACET, Toulouse, France
2UAR Raimond Castaing, Toulouse, France
3Airbus Helicopter S.A.S, Marignane, France
Les alliages d’aluminium sont utilisés en environnement aéronautique car ils présentent un bon compromis entre légèreté et propriétés mécaniques, mais ils sont sensibles à la corrosion intergranulaire. Les processus électrochimiques mis en jeu sont associés à la production d’hydrogène, cet élément pouvant fragiliser le matériau. L’objectif de ces travaux est de déterminer l’influence de l’hydrogène sur les mécanismes d’amorçage et de propagation de la corrosion intergranulaire en considérant différents types d’interfaces (joints de grains et sous-joints de grains) et différentes conditions d’exposition au milieu représentatives des conditions en service d’une pièce utilisée dans le secteur aéronautique.
Le matériau étudié est un alliage d’aluminium 2024 fourni sous la forme d’une tôle de 60 mm d’épaisseur à l’état T351. Des expositions sous films minces (200-500µm) de solution NaCl, considérées comme représentatives des conditions en service de pièces aéronautiques, ont généré un endommagement en corrosion des joints de grains et sous-joints de grains, avec une étendue du dommage différente de celle observée après immersion dans un gros volume de solution. De façon à mieux comprendre l’influence des conditions d’exposition au milieu sur les mécanismes de corrosion affectant l’alliage 2024, une analyse par diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) a donc été réalisée sur échantillon sain afin d'identifier les joints de grains (désorientation supérieure à 15°) et les sous-joints de grains (désorientation inférieure à 15°). Les échantillons ont ensuite été soumis à différents essais de corrosion en milieu NaCl : des essais d’immersion continue et des essais de cyclage (I/E) alternant immersion et émersion pour reproduire la morphologie des défauts de corrosion obtenus sous films minces. Enfin, les échantillons ont été observés en microscopie électronique à balayage en mode électrons rétrodiffusés (BSE) afin d’identifier les interfaces corrodées. En parallèle, afin de considérer l’impact de l'hydrogène produit par les réactions électrochimiques sur ces mêmes processus et d'évaluer l'influence de cet élément sur la réactivité des interfaces, la teneur globale en hydrogène après les différents essais de corrosion a été mesurée, et des analyses complémentaires basées sur l’utilisation de la microscopie à force atomique couplée au mode Kelvin ont été réalisées.
Les résultats ont montré une réactivité globale plus élevée des joints de grains par rapport aux sous-joints de grains pour les essais d'immersion continue et de cyclage. De plus, les essais de cyclage induisent une sensibilité globale à la corrosion intergranulaire plus élevée pour toutes les interfaces en lien notamment avec des teneurs en hydrogène introduites dans l’échantillon supérieures par rapport aux immersions continues.
Remerciements : Ce travail est soutenu financièrement par le Ministère des armées – Agence de l’Innovation de Défense.
