L'Inconel est-il résistant à la rouille ?
Les alliages d'Inconel font partie des métaux les plus polyvalents. Grâce à leurs hautes performances et leurs excellentes caractéristiques, ils sont utilisés dans diverses industries.
Ils constituent un choix naturel pour les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale, de la marine ainsi que du pétrole et du gaz, car ils sont spécifiquement optimisés pour résister à certaines des conditions de fabrication les plus exigeantes.
Qu’est-ce qui rend les alliages Inconel si spéciaux ? Voici tout ce que vous devez savoir sur eux.
Comment sont fabriqués les alliages Inconel
Bien que la composition des alliages d’Inconel varie considérablement, ils sont tous fabriqués avec du nickel et du chrome comme éléments principaux. Ces métaux spéciaux ne doivent pas être confondus avec l'acier inoxydable duplex, l'acier inoxydable austénitique ou tout autre type d'alliage d'acier inoxydable. Vous trouverez ci-dessous un bref aperçu des différents types d'alliages Inconel et de leurs compositions respectives.
Inconel 600
Cet alliage nickel-chrome est très résistant à de nombreux éléments corrosifs. Il ne succombera pas à l’oxydation générale ou à la fissuration par corrosion sous contrainte provoquée par les ions chlorure, même dans des conditions de température extrêmes.
Inconel 601
L'Inconel 601 contient du nickel, du chrome et de l'aluminium. L'ajout d'aluminium lui confère d'excellentes propriétés mécaniques, même dans des environnements à haute température.
Inconel 625
L'Inconel 625 contient du nickel, du chrome, du molybdène et du niobium. La réaction entre le molybdène et le niobium provoque le durcissement de la microstructure matricielle de l'alliage, augmentant ainsi sa résistance globale à la traction. Cela rend cet alliage à base de nickel extrêmement résistant aux éléments corrosifs couramment rencontrés dans des conditions difficiles.
Inconel 690
Contrairement aux autres alliages métalliques de la gamme, l'Inconel 690 est composé d'une teneur élevée en chrome et en nickel. L'utilisation d'une teneur élevée en chrome rend cette variante d'alliage métallique spécial très résistante aux conditions corrosives des environnements aqueux. Sa haute résistance à la corrosion lui permet également de résister à la sulfuration qui se produit dans des environnements à haute température.
Inconel 718
La structure et la réponse de l'Inconel 718 sont assez différentes des autres métaux de la série. Ce superalliage à base de nickel est composé de nickel et de chrome avec des quantités importantes de molybdène, de niobium et de fer. Il contient également des traces d'aluminium et de titane. La combinaison de ces éléments d'alliage rend l'Inconel 718 très solide, flexible et résistant à la fissuration après soudage.
Applications de l'alliage Inconel
Les fabricants et les ingénieurs concepteurs utilisent les alliages Inconel dans diverses applications industrielles qui nécessitent des matériaux fiables et techniquement supérieurs. Le fait qu’ils présentent une excellente résistance à la corrosion et aux températures élevées les rend très attractifs.
Il est préférable de réserver ces alliages à une utilisation dans des environnements auxquels d’autres matériaux ne peuvent pas résister. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des principales applications industrielles qui reposent sur les alliages Inconel.
Moteur d'avion
industrie aérospaciale
Les composants des moteurs à réaction sont constamment exposés à des pressions et des températures élevées. Par conséquent, les matériaux utilisés dans sa construction doivent résister à ces conditions tout en conservant leur résistance et leur intégrité.
Les superalliages à base de nickel constituent un choix naturel pour toute application à haute température. Il est résistant à la corrosion, à la déformation par fluage dans des environnements soumis à des contraintes élevées et présente un faible taux d'expansion même dans des conditions de température élevée. Par exemple, les Inconel 718 et 750 sont utilisés dans la fabrication de joints de turbine, de fixations et de chemises d'échappement.
Industrie automobile
Un moteur de voiture est un composant mécanique de précision. Il génère beaucoup de chaleur mais doit néanmoins être efficace, léger et fiable. Les Inconel 600, 601 et 625 ont une large gamme d'applications, y compris la construction de composants critiques dans les véhicules hautes performances. De plus, il est fréquemment utilisé dans les dispositifs de sécurité passive tels que les airbags, les appareillages électriques, les pompes à carburant, les capteurs, les systèmes d'allumage et les connecteurs d'échappement.
industrie de la construction navale
Les alliages d'Inconel atteignent des performances élevées même dans les conditions les plus extrêmes, comme celles rencontrées dans l'industrie de la construction navale. Les alliages de nickel peuvent résister aux conditions hautement corrosives des usines de traitement offshore qui dépendent de l’eau de mer comme liquide de refroidissement.
L'Inconel 625 est largement utilisé dans les gaines de câbles de communications sous-marines, les moteurs de propulsion, les pales d'hélices, les câbles métalliques et même les équipements de fond de trou.
Propriétés de l'alliage Inconel
L’une des propriétés les plus remarquables de l’alliage Inconel est sa résistance à la corrosion. Ils présentent également une excellente résistance à l’oxydation, même par rapport à l’acier inoxydable, et peuvent supporter des températures élevées.
Lorsqu'il est exposé à des températures élevées, l'Inconel forme une couche d'oxyde protectrice et passivante sur sa surface pour la protéger contre d'autres dommages. Non seulement il résiste à la chaleur, mais il conserve sa solidité dans ces conditions. De plus, l'Inconel résiste à la pression, ce qui le rend idéal pour les applications extrêmes dans divers domaines.
Des étincelles sont produites lorsque le métal est coupé
Résistance à haute température des alliages Inconel
La résistance des superalliages est améliorée par le renforcement par solution solide et par précipitation ou durcissement par vieillissement. Le traitement thermique utilisé dépend de l'alliage spécifique à haute température.
Ces techniques combinent du nickel avec différentes quantités de niobium pour former du gamma bis (gamma). Ce composé intermétallique produit de minuscules cristaux cubiques qui empêchent la déformation par fluage et le glissement à haute température.
La formation de ces cristaux augmente avec le temps, en particulier après avoir exposé l'alliage à des températures de 1 560 degrés F (850 degrés) et plus pendant 3-72 heures. Cette épaisse couche d'oxyde passivante permet au métal de rester exceptionnellement résistant sur une large plage de températures.
Ce qui suit est un aperçu des propriétés mécaniques de la feuille d'Inconel 718 après traitement thermique de précipitation.
Limite d'élasticité en état recuit (décalage minimum 0,2 %) : 80,000 psi (550 MPa)
Résistance à la traction ultime (minimum) : 140,000 psi (965 MPa)
Allongement (minimum) : 30 (% de 2 pouces)
Coefficient de dilatation thermique de 77 degrés F à 1 400 degrés F : 8,9
Compte tenu de la haute résistance des superalliages, certaines considérations clés en matière de machine doivent être prises en compte lors de leur découpe. Leur résistance aux températures élevées ajoute souvent une chaleur supplémentaire aux outils de coupe, réduisant ainsi leurs performances. L'ajout de lames ou de revêtements spéciaux résistants à la chaleur au processus d'usinage aide la machine à mieux résister pendant le processus de coupe.
