Comparative study of passivation between Titanium alloy Ti6Al4V

and the stainless steel 304L in 3% NaCl medium

 

Etude comparative de la passivation entre l'alliage de Titane  Ti6Al4V et l'acier inoxydable 304L en milieu NaCl 3%

 

L. Yahia1, E. Nouicer2*, F-Z. Benlahreche3, M.H. Khireddine1

1Département de Mécanique, Institut des  Sciences et Technologies, Centre universitaire d’Oum el-Bouaghi, Algérie

2Laboratoire de Transformation de Phases, Département de Physique,  Université Mentouri, Constantine 25000, Algérie

3Département de Chimie Industrielle, Université Mentouri,Constantine 25000,Algérie

* Corresponding author: E-mail: n_elamine@yahoo.fr

Received: 22 June 2009; revised version accepted: 29 October 2010

 

Abstract

     Titanium alloy Ti6Al4V and the stainless steel 304L are distinguished compared to considerable metallic materials by their capacity to resist corrosion in many corrosive conditions because of a remarkable property which they have: passivity. This study aims to compared their corrosion behaviour when they are immersed in a saline medium. The potentiodynamic study shows a large  field of passivation in the case of titanium alloy for which, beyond 3,5V, the transpassive field is not reached, whereas breakdown  potential value is 470 mV in the case of the stainless steel.

     Cyclic polarization curves show, that the Ti6Al4V alloy and stainless  steel 304L are respectively distinguished one by a negative hysteresis loop, the other positive, with the shift of the corrosion potential in the more noble direction for Ti6Al4V, which is not the case for the 304L.

     Impedances diagrams established at equilibrium  potential for two materials, indicate a better compactness of the oxide film  formed on the stainless steel surface, which  mainly consist of a mixture of Fe2O3 and Cr2O3.

 

Keywords : Ti6Al4V; 304L; NaCl 3%; Electrochemical characterization ; Impedance.

 

Résumé 

 L'alliage de Titane Ti6Al4V et l'acier inoxydable 304L se distinguent tous les deux par rapport à bon nombre de matériaux métalliques par leur capacité à résister à la corrosion dans de nombreux milieux agressifs et ce en raison d'une propriété remarquable qu'ils possèdent : la passivité.

     Cette étude vise à comparer leur comportement vis-à-vis de la corrosion lorsqu'ils sont immergés dans un milieu salin. L'étude potentiodynamique montre l'existence d'un large domaine de passivation dans le cas de l'alliage de titane pour lequel, au-delà de 3,5V, le domaine transpassif n'est toujours pas atteint, alors que l'on mesure un potentiel de rupture de 470 mV dans le cas de l'acier inoxydable.

     On montre également, par les essais de polarisation cyclique, que l'alliage Ti6Al4V et l'acier 304L se distinguent respectivement l'un par une boucle d'hystérésis négative, l'autre positive, avec anoblissement du potentiel retour pour le Ti6Al4V, ce qui n'est pas le cas pour le 304L.

     Les diagrammes d'impédances établis pour ces deux matériaux, au potentiel d'équilibre, indiquent une meilleure compacité de la couche d'oxydes dans le cas de l'acier inoxydable, qui serait principalement constituée d'un mélange de Fe2O3 et Cr2O3.

 

Mots clés: Ti6Al4V ; 304L ; NaCl 3% ; Caractérisation électrochimique ; Passivation ; Impédance.

 

 

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