Corrosion des alliages de titane dans l'eau sous pression à 300 °C

International audience; Les alliages de titane sont largement utilisés dans les domaines aéronautique, biomédical et l'industrie chimique car ils possèdent une bonne résistance à la corrosion dans de nombreux milieux. Leur utilisation dans l'industrie nucléaire est envisagée ; une étude de leur durabilité dans l'eau sous pression à 300 °C a donc été engagée au CEA (commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives) en collaboration avec l'Université Grenoble Alpes.Trois matériaux ont été étudiés : du titane commercialement pur, du Ti-6Al-4V et du Ti-10V-2Fe-3Al. Ils ont été exposés à un milieu représentatif du milieu primaire des réacteurs nucléaires à eau sous pression (REP) : de l'eau désaérée, hydrogénée, contenant de la lithine, à 300 °C entre 110 et 150 bars, jusqu'à 15 mois, dans des dispositifs en acier inoxydable.Cette exposition conduit à la croissance et à la dissolution simultanées d'une couche nanométrique continue de TiO2 en surface des échantillons ainsi qu'à son recouvrement progressif par des cristallites micrométriques de TiO2 anatase et de FeTiO3 ilménite formées par la précipitation des hydroxydes de fer et de titane en solution issus de la corrosion des échantillons et du dispositif expérimental. Après un premier stade transitoire, la couche continue atteint une épaisseur stationnaire. La vitesse de corrosion est alors constante (quelques µm/an) et augmente avec la vitesse du fluide. Lorsque l'on conserve une teneur suffisante en hydroxydes dans le milieu, la totalité de la surface des échantillons finit par être recouverte d'ilménite, ce qui ralentit très fortement la corrosion et l'absorption d'hydrogène associée.