Oxidation, pickling and over-pickling mechanisms of high silicon alloyed steel grades.
Mécanismes d'oxydation, de décapage et de sur-décapage des aciers fortement alliés au silicium.
Résumé
Oxidation, pickling and over-pickling mechanisms of a low carbon steel and a high alloyed
steel (1.6 and 3.2 wt.% Si) were investigated. The monitoring of oxidation with
thermogravimetry and characterization of scale showed a very important passivating effect of
the silica layer. Model scales are composed of layers of hematite, magnetite and partially
decomposed wüstite into iron and magnetite for the low carbon steel. For the silicon steel,
fayalite is present in the steel/wüstite interface as grains or an internal layer. Open circuit
potential measurements during pickling and over-pickling of these samples showed a stable
and anodic corrosion potential for iron oxides and a significant potential jump once the acid
reaches the metal. The monitoring of the total dissolution rate with ICP-AES coupled with
corrosion current measurements with the Tafel method showed an important contribution of
electrochemical dissolution by oxidation of wüstite and magnetite and reduction of Fe+3 from
chemical dissolution of hematite. Fayalite is liberated in the solution by dissolution of the
surrounding wüstite or metal. After the contact acid/metal, all dissolutions are exclusively
electrochemical by corrosion of the metal and reduction of magnetite (case for industrial
scales). Electrochemical impedance spectroscopy was used for the first time for this kind of
studies. The estimation of the capacitance values showed a passive like behaviour for
hematite and a porous electrode one for wüstite.
Les mécanismes d’oxydation, de décapage et sur-décapage d’un acier bas carbone est d’un
acier fortement allié au silicium (1,6 et 3.2 % en masse de silicium) ont été étudiés. Le suivi
de l’oxydation par thermogravimétrie et la caractérisation de la calamine des aciers fortement
alliés au silicium a montré un effet très marquant de passivation de la couche de silice. Les
calamines des échantillons modèles sont composées de couches d’hématite, magnétite et
wüstite partiellement décomposée en fer et magnétite pour l’acier bas carbone. Pour l’acier au
silicium, la fayalite est présente à l’interface acier/wüstite sous forme de grains ou d’une
couche interne. Le suivi du potentiel de circuit ouvert pendant le décapage et sur-décapage de
ces échantillons a montré un potentiel de corrosion stable et anodique pour les oxydes de fer
et une chute drastique de ce potentiel au contact de l’acide avec le métal. Le suivi du taux de
dissolution totale par ICP-AES combiné avec des mesures de courant de corrosion par la
méthode de Tafel a montré une contribution importante de la dissolution électrochimique par
oxydation de la wüstite et la magnétite et réduction de Fe3+ issu de la dissolution chimique de
l’hématite et la magnétite. La fayalite est libérée dans la solution par dissolution de la wüstite
ou du métal adjacents. Après le contact acide/metal, toutes les dissolutions sont exclusivement
électrochimiques par corrosion du métal et réduction de la magnétite (cas des calamines
industrielles). La spectroscopie d’impédance électrochimique a été utilisée pour la première
fois pour ce type d’étude. L’estimation des valeurs de capacité a montré un comportement
pseudo passif pour la couche d’hématite et d’électrode poreuse pour la wüstite.
Loading...