Comportement à la corrosion des alliages d'aluminium utilisés dans l'industrie automobile pour la fabrication de radiateur de chauffage

Corrosion behaviour of aluminium alloys used for the radiator associated to car engine

• Auteur / Autrice : Elena Luminita Din-Stirbu
• Direction : Marioara Abrudeanu, Jean-Pierre Millet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lyon, INSA en cotutelle avec Université de Pitesti (Roumanie)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA1977-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrochimie

Inhibiteurs

Alliages

Aluminium

Corrosion

Résumé

La protection contre la corrosion du matériau constituant le radiateur de chauffage dans les moteurs automobiles est habituellement assurée par une formulation adaptée du liquide de refroidissement. Les mécanismes de corrosion et de protection sont complexes. Ils dépendent des conditions physico-chimiques de service (nature de l'inhibiteur, température de fonctionnement, cyclages thermiques, agitation du milieu) et des caractéristiques du matériau (nature de l'alliage, état de surface). Ces dernières années, l'entreprise automobile roumaine (Dacia – Renault) a connu de sérieux problèmes de corrosion interne lors du remplacement de l'acier par l'alliage d'aluminium AlMn1. L'étude entreprise a consisté en une caractérisation physico-chimique, par méthodes électrochimiques stationnaires et non stationnaires et par métallographie, de l'efficacité protectrice de deux types de liquides de refroidissement se différenciant principalement par la nature de l'inhibiteur. L'influence de la température et des cyclages thermiques (simulant les périodes de fonctionnement et d'arrêt) a été déterminée, ainsi que celle des conditions de dilution (eau permutée ou eau de distribution) du produit commercial concentré. Le mode de corrosion (par piqûres) et les zones d'amorçage ont été identifiés. Le mécanisme d'interaction de ces inhibiteurs a été déterminé par Spectroscopie d'Impédance Electrochimique et les circuits électriques équivalents au comportement des interfaces métal – milieu ont été proposés. Cette modélisation a permis de déterminer les paramètres principaux relatifs aux couches passives formées par l'action de ces inhibiteurs filmogènes. L'intérêt du manganèse comme élément d'addition a été confirmé par des essais conduits avec de l'aluminium pur.

The radiators associated to car engines are usually protected against corrosion by well adapted cooling liquids. Corrosion and protection mechanisms are complex, and linked to the physico-chemical conditions (nature of the inhibitor, temperature, thermal cyclings, stirring conditions…), as well as to the characteristics of the material (its nature and surface state). Several years ago, the Romanian car manufacturer Dacia – Renault has encountered some severe problems of corrosion, when it has been decided to replace iron by the AlMn1 alloy. The present work consists in characterising, by stationary and transitory electrochemical methods coupled with metallography, the protective efficiency of two cooling liquids, differentiated by the nature of their inhibitor. Influence of temperature, thermal cycling (simulating the actual operating of the radiator), and inhibitor's concentration has been determined. The type of attack has been also characterized (pitting especially) and the initiation sites have been identified. A model of interaction between the metallic surface and the inhibitor has been proposed, by considering the impedance results. This model allows then to discriminate the key-parameters linked to the formed passive protective film. The beneficial effect of manganese additions has been moreover confirmed by measurements carried out with pure aluminium.