一, Double voie de dommages de la corrosion chimique
1. Effet d’érosion oxydative de l’eau de Javel
L'hypochlorite de sodium (NaClO), en tant qu'oxydant puissant, possède un double mécanisme de corrosion :
Oxydation directe : les ions ClO ⁻ peuvent pénétrer dans le film d'oxyde à la surface du métal et réagir avec la matrice de fer pour générer FeCl ∝ et FeOCl, conduisant à la dissolution du métal de surface. Des expériences ont montré que l'immersion de l'acier inoxydable 440C dans une solution d'hypochlorite de sodium à 5 % entraîne un taux de corrosion de 0,8 g/m² · h en 24 heures, dépassant de loin les 0,02 g/m² · h dans les environnements ordinaires.
Perméation des ions chlorure : les ions Cl ⁻ ont un petit rayon (181pm) et peuvent facilement pénétrer dans le film de passivation et s'accumuler aux joints de grains, formant des piqûres de corrosion. Pour l’acier Damas à structure en couches, la différence de potentiel entre des couches d’acier de dureté différente exacerbera la corrosion locale, conduisant à une défaillance préférentielle des interfaces de texture.
2. Corrosion différentielle des substances acides
Le processus de décapage est une étape cruciale dans la fabrication des couteaux Damas, mais une mauvaise utilisation peut entraîner des conséquences catastrophiques.
Acides faibles (tels que l'acide citrique et l'acide phosphorique) : le lavage acide normal contrôle le potentiel redox de Fe ³ ⁺/Fe ² ⁺, permettant à la couche d'acier doux (avec une teneur en carbone de 0,3 % à 0,6 %) de se corroder préférentiellement, tandis que la couche d'acier dur (avec une teneur en carbone de 0,8 % à 1,2 %) conserve son éclat métallique, formant un contraste entre la lumière et l'obscurité. Mais si la concentration d'acide dépasse la norme (comme l'acide chlorhydrique dépassant 15 %) ou si le temps de trempage est trop long (plus de 30 minutes), la couche d'acier dur sera également excessivement corrodée, entraînant une texture floue ou même un pelage de la couche d'acier.
Acides forts (tels que l'acide sulfurique et l'acide nitrique) : Les acides forts avec une concentration supérieure à 50 % peuvent endommager directement la liaison métallurgique entre les couches d'acier. Des expériences ont montré que l'immersion d'échantillons d'acier Damas dans 65 % d'acide nitrique pendant 5 minutes réduit la force de liaison intercouche de 67 %, et les observations microscopiques montrent une fracture des limites des grains.
2, Dommages mortels au niveau de la structure matérielle
1. Effondrement du système de texture
La valeur fondamentale du couteau Damas réside dans sa structure en couches-tridimensionnelle :
Texture de forgeage : La structure cristalline Wosted formée par pliage et forgeage (généralement 16-32 couches), avec une différence de dureté allant jusqu'à 2-3 unités HRC. Cette non-uniformité microscopique est à la base du lavage et du développement acide, mais elle est aussi le point de rupture de la corrosion.
Diffusion de corrosion : lorsque de l'eau de Javel ou un acide fort envahit la couche intermédiaire, ils corroderont préférentiellement les inclusions de sulfure de manganèse (taille 2 à 5 μm) dans la couche d'acier doux, formant des sources de microfissures. L'observation en microscopie électronique a montré que la densité des fissures à l'interface de la couche d'acier traitée à l'hypochlorite de sodium était multipliée par 40.
2. Atténuation des propriétés mécaniques
L’impact de la corrosion sur les performances des outils est systématique :
Perte de dureté : les produits de corrosion (tels que Fe ₂ O ∝, FeCl ∝) ont un volume 2 à 3 fois supérieur à celui du métal d'origine, ce qui peut provoquer une concentration de contraintes entre les couches. La dureté Vickers de l'acier Damas corrodé par l'acide chlorhydrique a diminué de HV620 à HV480, soit une diminution de 22,6 %.
Ténacité réduite : L'affaiblissement des joints de grains provoqué par la corrosion entraîne une diminution de la ténacité aux chocs. L'essai d'impact à encoche Charpy V- standard a montré que l'énergie absorbée par l'éprouvette corrodée diminuait de 45 J à 28 J et que le mode de fracture passait de la fracture ductile à la fracture par clivage.
3, système standard de protection de l'industrie
1. Normes de nettoyage et d’entretien
Agent de nettoyage neutre : il est recommandé d'utiliser des agents de nettoyage spécialisés pour épées avec un pH de 5,5 à 7,5 et d'éviter d'utiliser de l'eau de Javel ou des agents de nettoyage acides.
Matériel d'essuyage : un chiffon en fibres ultra fines (diamètre du fil inférieur ou égal à 0,1 denier) doit être utilisé, et un chiffon en coton (diamètre des fibres 10-20 μm) ou un feutre de laine (peut contenir du soufre) doivent être évités.
Processus de séchage : Après nettoyage, il doit être séché avec de l'air comprimé (pression inférieure ou égale à 0,2 MPa) ou placé dans une étuve de séchage en silicone (humidité inférieure ou égale à 30 % RH) pendant 24 heures.
2. Contrôle de l'environnement de stockage
Gestion de l'humidité : L'humidité relative doit être contrôlée dans la plage de 40 % à 60 %, et un contrôleur d'humidité électronique peut être utilisé pour relier le déshumidificateur.
Matériau d'isolation : La doublure intérieure de la gaine doit être en tissu enduit de polytétrafluoroéthylène (PTFE), en évitant l'utilisation de cuir (avec un taux d'absorption d'humidité allant jusqu'à 15 %) ou de velours (qui peut contenir des colorants acides).
Technologie d'emballage : pour un stockage à long terme-, il est recommandé d'utiliser un film inhibiteur de rouille en phase vapeur (VCI), dont l'inhibiteur de corrosion volatil peut former un film protecteur à l'échelle nanométrique sur la surface métallique.
3. Réparer les normes techniques
Réparation partielle : En cas de corrosion mineure, une méthode de polissage électrolytique peut être utilisée, en utilisant un électrolyte à base de phosphate (concentration 10 %), une tension contrôlée à 5 V et une durée ne dépassant pas 3 minutes.
Refonte globale : Une corrosion sévère nécessite une reconstruction de la structure laminée par technologie de soudage par faisceau d'électrons (densité d'énergie 10 ⁶ W/cm²) pour assurer la liaison métallurgique entre les nouvelles et anciennes couches d'acier.
Reproduction de la texture : après réparation, les paramètres de texture doivent être détectés par un microscope confocal laser (résolution 0,1 μm) pour garantir un écart inférieur ou égal à 5 % par rapport au dessin original.
4, normes techniques pour identifier l'authenticité
Les couteaux Damas contrefaits sur le marché sont souvent forgés par gravure à l'acide et peuvent être identifiés par les méthodes suivantes :
Examen métallographique : des lignes d'écoulement de forgeage claires peuvent être observées entre les couches du produit authentique, et seules des marques de corrosion sont présentes sur la surface du produit gravé à l'acide.
Gradient de dureté : la dureté du produit authentique varie périodiquement dans le sens de l'épaisseur de la couche (Δ HRC supérieur ou égal à 1,5) et la dureté du produit gravé à l'acide est uniforme.
Comportement à la corrosion : Le taux de corrosion des produits authentiques dans une solution de NaCl à 5 % est inférieur ou égal à 0,05 g/m² · h, tandis que les produits de corrosion acides peuvent atteindre 0,3 g/m² · h.
