Si les aciers inoxydables austénitiquessont satisfaisants en regard des exi-

gences de tenue à la corrosion dans denombreux environnements, leur utilisa-

tion est limitée par leur faible duretéet par conséquent une résistance à

l’usure médiocre et de forts risques degrippage. Les traitements thermiques

conventionnels ne permettent pasd’augmenter le niveau de dureté sans

affecter la tenue à la corrosion.

La Kolsterisation® est un procédé de modifi-cation superficielle de la structure des aciersinoxydables austénitiques. Il consiste enune diffusion d’une grande quantité de car-bone à partir de la surface vers le cœur dumatériau, sans aucune addition d’élémentsqui n’étaient déjà présents avant traitement,et sans formation de carbures de chrome. Ilne s’agit donc pas d’un revêtement, maisd’un pur procédé de diffusion conférant à lacouche traitée une excellente tenue méca-nique.Réalisé en phase gazeuse et à basse tempé-rature, ce procédé permet de traiter unifor-mément n’importe quelle forme, y comprisdes trous borgnes, sans modifier les dimen-sions, la géométrie et l’état de surface. Iln’entraîne aucun changement de couleur à lasurface du produit traité. La mise en solu-tion d’atomes de carbone dans les creuxinterstitiels de la maille austénitique génè-re de très fortes contraintes de compressiondans la couche traitée, lui conférant de cefait, des propriétés et des caractéristiquesparticulièrement intéressantes. Cette diffu-sion se fait sans générer la formation de car-bures de chrome aux joints de grains dont laprésence est préjudiciable à la résistance àla corrosion.Le traitement est uniforme sur l’ensemble dela surface, indépendamment de la géométriede la pièce : des cavités de quelques microns

et des angles vifs peuvent être traités sansproblème. Le niveau de dureté en surface dela couche traitée est de 1000 à 1200 HV0.05, soit plus de 70 HRC, pour un acier AISI316 dont la dureté à cœur est de l’ordre de200 HV 0.05. Ce durcissement considérableaméliore très nettement la résistance àl’usure, notamment par érosion-cavitation,et élimine les problèmes de grippage. Latenue en fatigue est améliorée de façonsignificative par les fortes contraintes decompression en surface. Ce traitement n’al-tère pas les propriétés d’amagnétisme desaciers inoxydables austénitiques.En ce qui concerne la résistance à la corro-sion, ce procédé n’a aucune influence favo-rable sur la tenue à la corrosion généraliséedes aciers inoxydables austénitiques. Il n’enn’est pas de même pour les phénomènes decorrosion par piqûres, de corrosion caver-

neuse et de fissuration sous contraintes, oùl’on note une nette amélioration des perfor-mances. Des études basées sur des mesuresélectrochimiques poussées ont montré quela passivation de l’acier inoxydable austéni-tique "kolsterisé" s’effectue beaucoup plusrapidement que celle des aciers non traités,

sauf en cas de pH faible (inf. à 2). La pré-sence de contraintes de compression élevéesdans la couche traitée augmente le potentielthermodynamique des atomes superficiels etdiminue de ce fait l’énergie d’activationnécessaire à la formation du film passif, tantque l’acidification n’est pas trop importante.C’est sur les aciers inoxydables austénitiquescontenant du molybdène et exempts de fer-rite que l’amélioration de la résistance à lacorrosion est la plus intéressante. Mais ceprocédé peut s’appliquer également sur lesaciers austéno-ferritiques et sur un certainnombre d’alliages base nickel, tel l’HastelloyC 276 où la couche traitée peut atteindre1000 HV 0.05.Particulièrement intéressante pour de nom-breuses applications industrielles laKolsterisation® présente néanmoins quelqueslimitations : il faut éviter de dépasser unetempérature constante en utilisation de 300°Cet ne pas utiliser de pièces ainsi traitées dansun milieu dont le pH est inférieur à 2.Ce procédé trouve tout son intérêt pour élar-gir les domaines d’application des aciers etalliages évoqués ci-dessus, notamment lors-qu’on recherche une combinaison de pro-priétés souvent incompatibles entre elles.Parmi celles-ci, on peut citer : tenue à lafatigue et résistance à la corrosion, grandedureté et ductilité, résistance à la corrosionet suppression du grippage, dureté et ama-gnétisme.

LA LETTRE DE CASIMIR - AVRIL 2002 - N° 62

CONTACTClaude COURTADONCDT MétallurgieTél. : 04 73 28 85 20E-mail : ccourtadon@casimir.org

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DURCISSEMENT SUPERFICIEL DES ACIERSINOXYDABLES AUSTENITIQUES

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