Quelles alliages offrent le meilleur équilibre résistance/résistance à la corrosion?

Choisir le bon alliage de fonderie est essentiel pour garantir une performance fiable, surtout lorsqu'un composant doit supporter à la fois des charges mécaniques et des environnements corrosifs. Dans les secteurs de l'ingénierie marine, automobile, de l'énergie et de la défense, les concepteurs doivent équilibrer résistance à la traction / limite d'élasticité, résistance à la corrosion, coulabilité et rentabilité.

Chez Neway, notre processus de sélection des alliages repose sur des normes métallurgiques (par exemple, ASTM B85, ISO 3522, DIN 1725) et des tests empiriques. Ci-dessous, nous présentons une évaluation détaillée des alliages de fonderie offrant des performances exceptionnelles en termes de résistance et de résistance à la corrosion.

Performance comparative des alliages de fonderie haute résistance et résistants à la corrosion

Alliages d’aluminium : Légers avec des couches oxydées passives fortes

A356 (Al-Si-Mg, ASTM B26)

A356 est un alliage d’aluminium traité thermiquement offrant une combinaison de performances mécaniques et de résistance à la corrosion exceptionnelle. En tempérament T6, la résistance à la traction peut atteindre 310–320 MPa avec une allongement de 5–7 %, ce qui le rend idéal pour les composants structuraux exposés à l'humidité ou aux environnements de pulvérisation.

• Le silicium (~7 %) améliore la fluidité de la fonderie

• Le magnésium (~0,3 %) permet le traitement thermique pour augmenter la résistance

• La résistance à la corrosion reste élevée même sans revêtement de surface

• Utilisé selon ASTM B26/B26M pour des pièces coulées nécessitant une haute intégrité

AlSi12 (EN AC-44100 / DIN 1725)

AlSi12 contient jusqu'à 12 % de silicium, offrant une fluidité supérieure et une excellente résistance à la corrosion, notamment dans les environnements de pluie acide et industriels. Bien que sa résistance soit inférieure à celle de l'A356, son comportement de remplissage de moule le rend optimal pour des applications à parois minces.

• Idéal pour des enceintes avec une épaisseur de paroi aussi faible que 1,8 mm

• Maintient une surface stable sous une exposition prolongée aux UV et au sel

• Souvent utilisé dans des boîtiers décoratifs ou protecteurs

Alliages de zinc : Haute précision, résistance modérée à la corrosion

Zamak 5 (ASTM B86 / EN 1774)

Zamak 5 est la norme industrielle pour les moulages sous pression en zinc haute résistance. Avec une résistance ultime à la traction d’environ 300 MPa et une allongement de 6–8 %, il soutient des tolérances serrées (±0,05 mm) et des géométries complexes. La couche d'oxyde naturelle du zinc contribue à une résistance modérée à la corrosion, qui peut être améliorée avec un plaquage, un chromage ou un revêtement en poudre.

• Se moule avec des parois minces jusqu’à 0,6 mm

• Idéal pour les pièces fonctionnelles nécessitant une précision dimensionnelle

• Testé pour la corrosion selon ASTM B117 : jusqu’à 96 heures en brouillard salin avec des dommages minimes (non revêtu)

Alliages à base de cuivre : Résistance et capacité de charge exceptionnelles

C95500 (Bronze d’aluminium, ASTM B148)

Le bronze d’aluminium C95500 combine une résistance à la corrosion exceptionnelle avec des propriétés mécaniques qui dépassent celles de nombreux aciers. Avec une résistance à la traction allant jusqu'à 725 MPa, il résiste à la cavitation, à l'érosion et à l'exposition à l'eau salée sous haute pression, ce qui le rend indispensable dans les applications sous-marines, de pompes et hydrauliques.

• Contient 10–11,5 % Al, 3–5 % Fe, 0,5–1,5 % Ni

• Forme une couche passive Al₂O₃ résistante à l'eau de mer et aux chlorures

• Peut être utilisé dans des environnements qualifiés ISO 9001 et NORSOK M-650

Laiton C46400 (Laiton naval, ASTM B584)

Le laiton 464 présente une haute résistance à la corrosion grâce à sa teneur en étain (~1 %) et sa capacité à former des films d'oxyde stables. Avec une résistance à la traction de 480–550 MPa, il offre de bonnes performances dans des conditions d'exposition mécaniques et chimiques.

• Excellente résistance à la dézincification

• Souvent utilisé pour des attaches, des corps de soupape et des plaques d'échangeurs de chaleur

• Excellente machinabilité (évaluation ~30 % par rapport au laiton libre à coupe)

CuNi10Fe1 (DIN 17664)

CuNi10Fe1 est un alliage de cuivre-nickel bien connu pour sa résistance à l'encrassement biologique et sa stabilité mécanique sous cycles thermiques. Il maintient de hautes performances dans les systèmes de saumure, d'eau de mer et de condensat.

• Utilisé dans les systèmes d’échange de chaleur marins et offshore

• Compatible avec le titane et l'acier inoxydable dans les environnements galvanisés

• Résistance à la traction : ~450 MPa, allongement : ~20 %, selon EN 1982

Traitements de surface pour améliorer la résistance à la corrosion

Pour améliorer la résistance dans des environnements extrêmes, Neway recommande :

• Anodisation pour AlSi12 et A356

• Plaquage au nickel ou à l'étain pour les alliages à base de cuivre

• Revêtement de conversion ou passivation chromate pour Zamak 5

• Tests en brouillard salin (ASTM B117 ou ISO 9227) pour valider les performances de surface

Conclusion

Obtenir à la fois une résistance et une résistance à la corrosion dans un composant coulé dépend fortement du choix de l’alliage. A356 et C95500 sont des matériaux de premier choix pour les charges structurales dans des environnements marins ou corrosifs. Zamak 5 offre une résistance fiable avec une résistance modérée à la corrosion et des tolérances serrées. Pendant ce temps, CuNi10Fe1 et le laiton naval excellent dans l'exposition à long terme à l'eau de mer.

Chez Neway, nos ingénieurs matériaux accompagnent les clients pour choisir le bon alliage en fonction de la fonction, de la durabilité et de la méthode de fonderie – soutenus par une analyse, une simulation et des tests basés sur des normes pour garantir des performances supérieures.