CuSO4 , oxydation des aciers ?

[venedesign]

Bonjour à tous les chimistes dans la salle,

En effectuant des recherches sur internet je suis tombé sur vos fils de discussion et afin de répondre a mes interrogations je me permets ces quelques questions :

Je cherche a savoir quel effet a le sulfate de cuivre (CuSO4 ) au contact d'un acier , en l'occurrence Cor-ten .

Quel est mon but me direz vous ? Je cherche a accélérer la corrosion superficielle d'une tôle Cor-ten afin de stabiliser son état, en effet la tôle brute et calaminée met un temps assez long pour débuter son oxydation de surface.(2-3ans)

J'ai également lu cette solution :
- Peroxyde d'hydrogène (H2O2)
- Sel (Na)
- vinaigre ( acide acétique CH3COOH)

Pourriez-vous m'aider a comprendre ces phénomènes et par ce biais m'aiguiller vers la solution ?

Par avance merci pour votre aide !
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[ecolami]

Bonjour,
Il nous serait utile de connaitre la composition de cet acier.
Le sulfate de cuivre attaque le fer et la réaction est un remplacement des ions Cu 2+ par Fe 2+ habituellement il se dépose de la poudre de cuivre mais la formation d'un dépot adhérent n'est pas exclue dans le cas d'un alliage.. Ce dépot éventuel fragiliserait la résistance à la corrosion et aux intempéries.
L'emploi d'acide chlorhydrique ou de sel NaCl dans votre formule vous expose a une possible corrosion par piqure au lieu de former une couche uniforme.

[venedesign]

Bonjour Ecolami et merci pour ta réponse.

La composition est donnée comme suit

C(max %) 0.12 
Si(%) 0.25 - 0.75 
Mn(%) 0.20 - 0.50 
P(%) 0.07 - 0.15 
S(max %) 0.030 
Al(%) 0.015 - 0.06 
Cu(%) 0.25 - 0.55 
Cr(%) 0.50 - 1.25 
Ni(max %) 0.65

Merci pour le coup de main

[40CDV20]

Quel est mon but me direz vous ? Je cherche a accélérer la corrosion superficielle d'une tôle Cor-ten afin de stabiliser son état, en effet la tôle brute et calaminée met un temps assez long pour débuter son oxydation de surface.(2-3ans)

bjr,
C'est exactement ce qu'il ne faut pas faire car la tenue de "l'oxydation de surface" de ce type d'acier d'habillage de façades "dit à effets" n'est déjà que passable dans le cadre d'une oxydation naturelle. On peut faire une comparaison avec la sulfuration des bronzes, le forçage se reconnait par une irrégularité
Quand on pratique des oxydations et/ou sulfurations "forcées à l'aide de compositions chimiques ah-doc, la tenue et l'aspect des films sont indissociables d'une application qui intègre une composante mécanique. Il faut disposer au départ d'une surface propre, décontaminée, dégraissée et d'un égal aspect.
De façon pratique, on badigeonne copieusement, on laisse agir, on rince, et avec un tampon de feutre non abrasif avec une force d'application non négligeable, on procède à l'élimination de "tout ce qui ne tient pas", soit 80 à 90% du film hétérogène qui c'est formé. Ceci fait on reprend l'application plusieurs fois jusqu'au résultat souhaité. Dans ces conditions, la tenue du film décors produit sera au moins égale à sa version naturelle
Cdt

[A voir en vidéo sur Futura]

[venedesign]

Bonsoir 40CDV20,

J'ai remis vos explications à plusieurs reprises, mais malgré cela je n'arrive pas à décoder vos conseils.

Je vous suis dans votre explications de la "première rouille" qui est un couche assez poudreuse et fragile.

L'humidité et l'oxygène continue le travail et forme une couche beaucoup plus robuste.



Je ne comprends pas ce que vous conseillez de vaporiser , ni le frottement a réaliser .

Vous expliquez que si l'on réalise mal la surface , la rouille n'aura pas la même qualité... Mais par définition du Cor-ten cette nouvelle peau peut se reformer , non ?

Désolé de mon incompréhension face à vos explications

[40CDV20]

Bjr,
Pour un minimum de terminologie en essayant de ne pas compliquer inutilement.
C'est un acier qui est formulé pour réduire le risque de corrosion localisée perforante, tout en favorisant la formation d'une couche passive, et dans une certaine mesure auto-cicatrisante. On parle ici de corrosion électrochimique en milieu atmosphérique (aqueux en fait), et on distingue trois stades d'évolution possible : la corrosion du métal, un domaine d'immunité ou de passivité. On notera que Corten n'a rien inventé, la paternité de ce type d'aspect a été inventé par les customiseurs US de hot-rod il y a un demi siècle dans ce qu'on appelle la valorisation et préservation de la "rouille de surface".
Pour accélérer ce processus il suffit (sur le papier) d'exposer l'acier à une solution corrosive aqueuse et aérée, dans ces conditions le fer est oxydable par l'oxygène dissous. Selon, on observe que les formes d'oxydation de l'acier sont des ions, Fe2+, Fe3+, Fe(OH)3-), c'est la corrosion et c'est la situation de départ obligée.
Progressivement (si on laisse faire le temps), les formes d'oxydation de l'acier deviendront des oxydes, Fe3O4, Fe2O3, lesquels peuvent être protecteurs. C'est la formation d'une couche de passivation.
On n'explique pas complètement le mécanisme de transformation de cette surface active (corrosion) en surface quasi inactive (passivation), possiblement l'adsorption d’ions OH- conduisant à la formation d'un composé d'adsorption.
Voilà de façon hyper-compressée pour le mécanisme
Cdt

[venedesign]

Merci pour les explications claires sur le phénomène d'oxydation et passivation des ce type très spécifique d'acide.

Dès lors si je puis me permettre , pourriez-vous définir une "solution corrosive aqueuse " efficace dès lors ?

Je vous remercie

[40CDV20]

Bjr,
Pour en terminer la procédure.
Donc 3 états de livraison, brut (souvent sablé ou grenaillé), pré-patiné et pré-patiné vernis pour l'intérieur.
La gamme opératoire généralement conseillée, il n'est nul besoin de sortir l'artillerie lourde, on obtiendra à coup sûr une passivation optimale avec HNO3, HClO4 ou H2CrO4 mais au détriment des effets recherchés.
-préparation d'une solution aqueuse à 5% de chlorure de sodium, si la valeur pH relevée est de l'ordre de 6 il est inutile d'acidifier la solution avec HCl.
-nettoyage soigneux des surfaces brutes et dégraissage avec un solvant ad-hoc, trichlo, DMC, MEC,...la surface doit être parfaitement mouillable
-on applique la solution saline à l'aide d'un pulvérisateur de façon régulière mais sans provoquer de ruissellements
-on laisse sécher à l'air
-application d'une seconde couche directement sur la surface, avec les mêmes précautions
-on laisse sécher à l'air
-application d'une troisième couche et dernière couche
-on laisse sécher à l'air
-élimination de la cristallisation par pulvérisation d'eau propre en rinçant copieusement
-on laisse sécher à l'air
-second rinçage idem aux conditions précédentes
-on laisse sécher à l'air pour procéder à un contrôle en évitant toutes manipulations, si besoin porter des gants vinylique à usage unique
S'il y a doute on rince une troisième fois. Ceci est important dans la mesure où cet acier n'est pas résistant aux chlorures
Ceci fait on place la tôle en extérieur en situation et on attend.

Reprise d'une oxydation jugée non satisfaisante
deux options :
-on repart à la base par élimination de la couche oxydée-passivée, par ex. par décapage avec une solution HCl à 20% additionnée d'une solution de formaldéhyde pour C 5%. Le formol agit comme réducteur et inhibiteur de corrosion
-on élimine mécaniquement le non adhérent ou le "défaut d'aspect", en voie humide avec un tampon genre Scotch Brite UF, en respectant une exécution de type finition brossée

A noter, car non précisé au dessus et c'est important, quand le métal est dans son domaine de passivation, la corrosion n'est pas nulle (ou totalement stoppée), elle continue à vitesse quasi négligeable et correspond à I passif. Pour plus d'info rechercher "courbe de polarisation anodique d'un métal passivable (ici le fer)"
Cdt