Chrome et molybdène dans les alliages à base de nickel -Connaissances

1. Composants de base de la matrice

Les deux types d'alliages prennentnickel (Ni)comme élément de base, représentant la proportion la plus élevée (généralement plus de 50 %) pour garantir une excellente résistance à la corrosion, une excellente résistance à l'oxydation et une stabilité à haute température-. Cependant, il existe des différences dans l’adéquation des éléments d’alliage de la matrice :

Solution-durcissement des alliages à base de nickel-

La matrice est principalement renforcée paréléments de solution solide à haute solubilité dans le nickel, comme le chrome (Cr), le fer (Fe), le molybdène (Mo) et le tungstène (W). Ces éléments sont uniformément dissous dans le réseau cubique à faces centrées (FCC) à base de nickel-pour former une solution solide monophasée-. Le contenu de chaque élément est contrôlé dans la plage de solubilité solide complète, et aucun précipité de seconde-phase ne sera généré pendant le traitement thermique ou le service. Par exemple, l'alliage 600 contient environ 72 % de Ni, 15,5 % de Cr et 8 % de Fe, sans éléments formant de fortes précipitations-.

Alliages à base de nickel à durcissement par précipitation--

Sur la base de la matrice nickel-chrome-molybdène, une certaine quantité deprécipitation-formant des éléments à faible solubilité dans le nickelsont ajoutés. Ces éléments peuvent former des composés intermétalliques stables à des températures spécifiques, qui constituent la base du renforcement des précipitations. Les éléments de la matrice (Cr, Mo, W) jouent non seulement un rôle de renforcement de la solution solide mais contribuent également à la stabilisation des phases précipitées.

2. Éléments d’alliage fonctionnels clés

La différence essentielle de composition réside dans l'ajout d'éléments formant des précipitations dans les alliages à durcissement par précipitation, qui ne sont pas contenus ou seulement contenus à l'état de traces dans les alliages à durcissement en solution :

Catégorie	Alliages à base de nickel-durcissant par précipitation-	Solution-durcissante des alliages à base de nickel-
Éléments formant des précipitations-	Contenir du contenu-élevéaluminium (Al), titane (Ti), et parfoisniobium (Nb)ettantale (Ta). La teneur totale en Al et Ti est généralement comprise entre 1,5 et 6 %. Ces éléments réagissent avec le nickel pour former des composés intermétalliques ordonnésNi₃(Al,Ti)(appelé 'phase) ouNi₃Nb(appelée "phase"). Par exemple, l'Inconel 718 contient environ 0,5 % d'Al, 1,0 % de Ti et 5,0 % de Nb, avec la phase « » comme phase de renforcement principale.	Presque aucun Al ni Ti n'est ajouté, ou la teneur est inférieure à 0,5 %. Il n’existe aucun élément susceptible de former des phases précipitées de renforcement massif.
Éléments de renforcement de solution solide	Contient du Cr (10 % à 20 %), du Mo (2 % à 10 %), du W (0 % à 5 %) comme éléments de renforcement auxiliaires, qui sont dissous dans la matrice pour améliorer la résistance de la matrice tout en assurant la résistance à la corrosion.	Contient une teneur élevée en Cr (15 % à 30 %), Mo (5 % à 15 %), W (0 % à 10 %) comme principaux éléments de renforcement, qui reposent sur la distorsion du réseau provoquée par une solution solide pour améliorer la résistance.
Éléments auxiliaires	Peut ajouter une petite quantité decarbone (C)former des phases carbure (telles que TiC, NbC) pour affiner les grains ; ajouterbore (B)etzirconium (Zr)pour améliorer la résistance des joints de grains.	Ajouter une petite quantité de C pour former des carbures M₂₃C₆ afin de stabiliser les joints de grains ; aucun B ou Zr n'est généralement ajouté, car il n'est pas nécessaire d'optimiser la force de liaison des joints de grains pour une résistance à haute température-.

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3. Logique de contrôle du contenu des éléments

Pouralliages à durcissement par précipitation-, le rapport de teneur en Al/Ti et la quantité totale d'éléments formant des précipitations-doivent être strictement contrôlés. Une teneur excessive entraînera la formation de phases fragiles (telles que la phase σ, la phase Laves) et réduira la ténacité de l'alliage ; un contenu insuffisant ne peut pas former suffisamment de phases de renforcement, ce qui entraîne une faible résistance.

Poursolution-alliages de durcissement, la teneur en éléments de solution solide est principalement limitée par la limite de solubilité. L'objectif est de maximiser l'effet de renforcement de la solution solide en garantissant que l'alliage reste une structure monophasée-à toutes les températures de service, en évitant la précipitation de phases fragiles qui entraînent une dégradation des performances.

Chrome et molybdène dans les alliages à base de nickel-

1. Composants de base de la matrice

2. Éléments d’alliage fonctionnels clés

3. Logique de contrôle du contenu des éléments