Transcript L’acier zingué L'acier zingué Principe de la protection du fer contre la corrosion i E°(V) 2 eA Fe Zn H+ H2 Fe2+ Fe Zn2+ Zn H2 Zn2+ H2O 2 H2O + 2 e- H2 + 2 OHJean-Louis.

L’acier zingué
L'acier zingué
Principe de la protection du fer contre la corrosion
i
E°(V)
2 eA
Fe
Zn
H+
H2
Fe2+
Fe
Zn2+
Zn
H2
Zn2+
H2O
2 H2O + 2 e-
H2 + 2 OHJean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier zingué
La corrosion de l'acier
Expérience illustrant la corrosion de fer
eau + ions hexacyanoferrate III
+ phénolphtaléine
O2
½ O2 + H2O + 2 e-  2 OH-
Fe  Fe2+ + 2 e-
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier zingué
La corrosion de l'acier
Protection cathodique de l'acier par anode sacrificielle
Expérience
Zn
Fe
Fe
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier zingué
Élaboration
La galvanisation
L'électrozingage
dans Zn fondu
Tf Zn = 419°C
produits finis
demi-produits
épaisseur de zinc
70 mm
10 mm
10 mm
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L'acier galvanisé
L'interface Fe / Zn
phase
eta
Zn
dureté
(MPa)
300-500
zéta
FeZn13
1800-2700
50
delta
FeZn7
2500-4500
20-30
gamma
FeZn3
4500-5500
1-2
Fe
1200-1500
acier
composé
épaisseur
(%)
20-30
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier galvanisé
Conséquences
- bonne résistance aux chocs, à l'abrasion
- difficultés de déformation
- inadaptation pour les demi-produits
- ajout de Al (0,16 à 0,20 %) : forme un alliage Fe2Al5
qui inhibe la formation des alliages Fe-Zn
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier galvanisé
Pour faciliter le mouillage de l'acier par le zinc
- ajout de Pb : 0,02 à 0,14 %
- donne le "fleurage" de l'acier galvanisé
- pour l'automobile : élimination du fleurage
- pas de Pb
- ensemencement par de fines particules de Zn
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier galvanisé
Préparation de la surface de l'acier
surface réelle d'un acier
poussières
molécules adsorbées
huile, graisses
oxydes
acier
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L'acier galvanisé
Préparation de la surface de l'acier
- dégraissage : Na2CO3 + NaOH + détergents + tensioactifs
- décapage : HCl 3 à 6 mol.L-1 + inhibiteurs
- fluxage : Zn(NH4)2Cl4
Lors de la galvanisation
Zn(NH4)2Cl4 → ZnCl2,NH3 + NH3 + 2 HCl
FeO + 2 HCl + NH3 → FeCl2,NH3 + H2O
ZnO + 2 HCl + NH3 → ZnCl2,NH3 + H2O
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier galvanisé
Galvanisation en continu de demi-produits
Florange (Arcelor)
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
L'acier électrozingué
Principe
Fe
-
+
Zn
- à l'anode : Zn → Zn2+ + 2 e- à la cathode : Zn2+ + 2 e- → Zn
Zn
Zn2+
solution aqueuse de
sulfate de zinc
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007
Exemple d'utilisations du zinc
Le zinc dans l'automobile
Dans une automobile, il y a en moyenne 10,2 kg de Zn
- 4,9 d'alliages de fonderie
- 3,2 de zingage
- 0,5 dans les pneus (100 g de ZnO par pneu)
Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007