Les aciers inoxydables jouent un grand rôle dans d'innombrables domaines : vie quotidienne, industrie mécanique, agroalimentaire, chimie, transports, médecine et chirurgie, etc. Comme les autres aciers, ce sont des alliages de fer et de carbone auquel on vient ajouter du chrome et d'autres éléments, notamment le nickel, mais aussi parfois le molybdène et le vanadium, afin d'améliorer la résistance à la corrosion.

Composition des aciers inoxydables
Pour être classé dans la catégorie inoxydable, un acier doit contenir au moins 10,5% de chrome et moins de 1,2% de carbone.

(Analyse Chimique en % pondéral) La plupart des aciers inoxydables utilisés sont conformes à des normes :

• Européennes (Norme EN 10088 en particulier)
• Américaines (Normes de l'AISI)

Les normes d'autres pays existent également mais sont peu connues internationalement.

Eaux industrielles
l'eau pure est sans effet mais les chlorures (et dans une moindre mesure beaucoup d'autres sels), même à l'état de traces, sont particulièrement néfastes pour les aciers inoxydables ; les nuances contenant du molybdène sont alors les plus indiquées.

Vapeur d'eau
normalement sans effet, elle peut toutefois poser des problèmes si elle contient certaines impuretés.

Atmosphères naturelles, à l'exception des atmosphères marines
elles posent d'autant moins de problèmes que l'acier contient davantage d'éléments nobles et que la surface est mieux polie.

Atmosphères marines et industrielles
les aciers au chrome s'altèrent très lentement mais on préfère en général utiliser des aciers au molybdène.

Acide nitrique
il attaque la plupart des métaux industriels mais l'acier inoxydable en général lui résiste particulièrement bien, par suite de la passivation de sa surface : le molybdène n'est intéressant que si l'acide contient des impuretés.

Acide sulfurique
la résistance dépend beaucoup de la concentration et la présence d'impuretés oxydantes améliore la passivation. D'une manière générale les nuances austénitiques contenant du molybdène sont les meilleures.

Acide phosphorique
la résistance est généralement bonne mais il faut surveiller les impuretés, en particulier l'acide fluorhydrique.

Sulfites acides
la corrosion peut être catastrophique car ces solutions, que l'on rencontre souvent dans les papeteries, comportent beaucoup d'impuretés ; là encore les alliages au molybdène sont préférables.

Acide chlorhydrique
la corrosion augmente régulièrement au fur et à mesure que la concentration augmente, l'association est donc à éviter.

Acides organiques
ils ne sont généralement pas aussi corrosifs que les acides minéraux et ceux que l'on rencontre dans l'industrie alimentaire (acides acétique, oxalique, citrique, etc.) sont pratiquement sans effet.

Solutions alcalines
les solutions froides n'ont pratiquement pas d'action mais il n'en est pas de même pour les solutions concentrées et chaudes.

Solutions salines
le comportement est généralement assez bon, sauf en présence de certains sels comme les chlorures ; les nitrates au contraire favorisent la passivation et améliorent la tenue.

Produits alimentaires
il n'y a généralement aucun problème de corrosion sauf avec certains produits qui contient des composants sulfureux naturels ou ajoutés, comme la moutarde et les vins blancs.

Produits organiques
ils sont généralement sans action sur les aciers inoxydables, saufs s'ils sont chlorés : les colles, savons, goudrons, produits pétroliers, etc. ne posent aucun problème.

Sels et autres produits minéraux fondus
les produits alcalins corrodent tous les aciers inoxydables mais les nitrates, cyanures, acétates, ... n'attaquent pas les aciers inoxydables. La plupart des autres sels et des métaux fondus produisent des dégâts rapides.

Dans beaucoup de cas un nettoyage au savon suffit. Il existe des détersifs appropriés mais rien ne vaut en fin de compte l'acide nitrique qui élimine les dépôts et laisse une surface très bien passivée.

Consultez la section nettoyage et entretien pour plus de détail.

En plus de la résistance à la corrosion qui caractérise l'acier inoxydable, les aciers inoxydables possèdent une qualité déterminante qui est la résistance mécanique.

L'élément d'alliage auquel les aciers inoxydables doivent leur principale caractéristique est le chrome. Contrairement à ce que l'on croit généralement, ce métal est très réactif du point de vue chimique et il est en particulier très oxydable, mais son oxyde forme une véritable peau à la fois transparente et protectrice. Allié au fer et au nickel, il provoque la formation d'un composé de surface oxydé capable de ralentir ou même d'arrêter totalement la corrosion.

Le chrome et le nickel s'oxydent ainsi :

4 Cr + 3 O₂ -> 2 Cr₂O₃

2 Ni + O₂ -> 2 NiO

Le terme « inoxydable » est en fait trompeur et très mal choisi ...

Comme nous le verrons, il existe de très nombreuses nuances d'acier inoxydables et le choix est parfois difficile, car ils n'ont pas tous le même comportement dans un milieu donné. On les désigne souvent par les pourcentages massiques en nickel et en chrome. Ainsi, un inox 18/10, tel que ceux utilisés en coutellerie, pour les couverts et pour la cuisine en général, contient 18 % en masse de chrome et 10 % en masse de nickel. Cette désignation est en fait très insuffisante car elle ne préjuge en rien de la structure métallurgique ...

La teneur en chrome est dans tous les cas d'au moins 12 %. D'autres éléments d'alliage, pour l'essentiel des métaux relativement « nobles » comme le nickel, le molybdène, le cuivre, améliorent encore la résistance chimique, en particulier dans les milieux non oxydants.

Les propriétés de résistance de ces alliages ont été découvertes en 1913 lorsque l'on s'aperçut que des échantillons polis en vue d'examens de laboratoire ne subissaient pas d'oxydation. En fait, on peut dire que :

• les aciers inoxydables ne peuvent être corrodés à froid qu'en présence d'humidité. C'est ainsi qu'ils résistent au chlore, gaz pourtant très corrosif, pourvu que ce dernier soit parfaitement sec.
• l'action des solutions aqueuses est telle que la corrosion électrochimique prend le pas sur la corrosion chimique directe ; la bonne tenue du matériau dépend, comme cela a été écrit plus haut, des potentiels électrochimiques en surface et de leur répartition.
• comme l'aluminium, métal extrêmement oxydable qui se recouvre d'un oxyde protecteur, les aciers inoxydables se comportent de manière active lorsqu'ils viennent d'être usinés, décapés ou polis et de manière passive lorsque les attaques extérieures ont permis de former la « peau » qui les protège.
• une bonne utilisation des aciers inoxydables nécessite donc un métal d'une très grande homogénéité pour éviter des corrosions locales et un passage de l'état actif à l'état passif en tous les points de la surface exposée.

Par rapport à une électrode à hydrogène de référence, le potentiel des aciers inoxydables se situe entre le molybdène et le mercure, non loin de l'argent et du platine.

Le dépôt de particules ferreuses sur les surfaces d'acier inoxydable est très dangereux en milieu humide, car la rouille sert de catalyseur et la surface finit par se « piquer ».