Superalliages résistants à la chaleur : propriétés clés et applications

Bien que l'acier soit le métal le plus largement utilisé, il existe des centaines d'applications où les propriétés de l'acier et de ses alliages ne fournissent tout simplement pas la résistance et la durabilité requises. Sous certaines conditions, l'acier est sujet à la fragilisation par l'hydrogène et/ou à la corrosion qui peuvent entraîner une défaillance du matériau.

La fragilisation par l'hydrogène est causée par les alliages d'acier au carbone absorbant des atomes ou molécules d'hydrogène lors d'opérations de fabrication mal exécutées telles que le formage, le revêtement, l'électrodéposition, le soudage ou les processus de nettoyage. L'hydrogène peut également être introduit au fil du temps par l'exposition environnementale aux hydrocarbures, acides et environnements corrosifs. La fragilisation par l'hydrogène cause la fissuration ou la fracture des composants à des contraintes inférieures à la limite d'élasticité du métal. Étonnamment, les alliages d'acier à haute résistance sont les plus vulnérables à la fragilisation par l'hydrogène.

La corrosion dans les alliages d'acier est causée par l'exposition aux acides, à l'humidité et à l'oxygène. Cette réaction électrochimique résulte de la tendance des métaux à revenir à leur état naturel — le fer dans le cas de l'acier. Le taux de corrosion est affecté par la température de l'air ambiant, l'humidité et les fumées chimiques. La corrosion modifie la microstructure de surface de l'acier, le rendant cassant et friable et lui faisant perdre sa résistance mécanique.

Les superalliages résistants à la chaleur (HRSA) répondent aux exigences

Là où les alliages d'acier échouent dans leur capacité à résister à certains environnements extrêmes, les superalliages résistants à la chaleur répondent aux exigences. Ces alliages excellent dans leur capacité à résister aux hautes températures et aux environnements corrosifs.

Deux superalliages résistants à la chaleur fréquemment utilisés par les fabricants, ateliers d'usinage et fabricants de San Francisco sont le Hastelloy et l'Inconel. Ces superalliages résistants à la chaleur ont des propriétés similaires, avec des proportions relativement égales de nickel et de chrome dans chaque alliage. Le Hastelloy et l'Inconel sont disponibles dans une gamme d'alliages, chacun avec des compositions chimiques variables. Le tableau ci-dessous montre les variations (données en pourcentages) dans la composition chimique de deux alliages résistants à la chaleur.

	Hastelloy X (pourcentage)	Inconel 625 (pourcentage)	Inconel 718 (pourcentage)
Nickel	47-51	58-71	50-55
Molybdène	8-10	8-10	2,8-3,3
Chrome	20,5-23	20-23	17-21
Fer	17-20	5	Équilibre
Cobalt	0,5-2,5	1	<1
Silicium	1	<1	<0,35
Manganèse	1	<1	<0,35
Tungstène	0,2-1	—	—
Niobium + Tantale	—	3,15-4,15	4,75-5,5
Autres éléments	chacun <1	chacun <1	chacun <1

Hastelloy, superalliage nickel-chrome-fer-molybdène

Hastelloy est une marque déposée de Haynes International qui s'applique à plus de 20 superalliages à base de nickel offrant une résistance exceptionnelle à la corrosion, à l'oxydation et aux agents réducteurs à haute température. L'ajout de molybdène améliore la performance à haute température et rend le Hastelloy adapté aux applications de soudage. Certains alliages Hastelloy peuvent être utilisés pour des composants soumis à des températures aussi élevées que 1 204 °C (2 200 °F).

La haute teneur en molybdène contribue également à la résistance à la corrosion par piqûres et en fissures. Le Hastelloy offre une bonne résistance aux acides chromique, sulfurique, chlorhydrique, fluorhydrique et nitrique. Ses propriétés le rendent applicable pour les composants et assemblages utilisés dans le traitement chimique, les turbines à gaz, la production pétrolière et gazière, la fabrication pharmaceutique, et les composants soumis à de fortes contraintes mécaniques dans les environnements d'eau salée.

Inconel

Inconel est une marque déposée de Special Metals Corporation pour une série de superalliages à base de nickel, résistants à la corrosion et aux hautes températures. Lorsqu'il est chauffé, l'Inconel forme une couche d'oxyde épaisse, stable et passivante qui protège la surface des attaques futures. L'alliage maintient sa résistance sur une large plage de températures, certains alliages Inconel conservant leur résistance sur une plage de températures cryogéniques à 982 °C (1 800 °F).

L'Inconel offre une résistance supérieure aux environnements sévèrement corrosifs ainsi qu'une haute résistance à l'oxydation à haute température, une résistance à la traction et des propriétés mécaniques cohérentes à des températures extrêmement basses et élevées. Ces propriétés rendent l'Inconel approprié pour la fabrication de composants utilisés dans le traitement chimique et pétrochimique, les turbines à gaz, les réacteurs nucléaires, les pipelines de gaz acides, les stations de traitement des déchets, et les composants soumis à de fortes contraintes mécaniques dans les environnements marins.

Achetez des superalliages résistants à la chaleur à prix réduit

Le coût des superalliages résistants à la chaleur peut être significativement plus élevé que les alliages d'acier au carbone et inoxydable qui ne performent pas aussi bien dans les environnements corrosifs à haute température. Les ateliers d'usinage, fabricants et soudeurs de la région de la baie de San Francisco peuvent profiter des fournisseurs de métaux locaux comme Industrial Metal Service qui offrent des alliages résistants à la chaleur à prix réduits. Ils peuvent le faire en achetant des déchets utilisables de Hastelloy et Inconel — des restes avec des dimensions trop petites pour une utilisation ultérieure par les fabricants, mais plus que adaptés pour des dizaines d'autres applications d'usinage ou de soudage — et en les vendant à prix réduits.

La teneur chimique des superalliages résistants à la chaleur est vérifiée en utilisant la technologie de fluorescence X pour s'assurer que vous recevez des matériaux de haute qualité. Industrial Metal Service peut couper les restes de Hastelloy et Inconel à la taille, facilitant ainsi la tâche pour les ateliers qui n'ont pas de ressources de sciage de niveau industriel pour commencer immédiatement l'usinage des restes découpés sur mesure.

Livraison dans la baie ou expédition nationale

Que vous ayez besoin d'un approvisionnement continu en superalliages résistants à la chaleur, d'une commande unique pour un projet spécial, ou d'une commande de dernière minute d'Inconel pour usiner un composant prototype, Industrial Metal Service fournit une livraison régulière dans la région de la baie de San Francisco. Vous êtes également les bienvenus pour passer par notre entrepôt à San Jose et parcourir notre vaste inventaire d'alliages résistants à la chaleur, d'aluminium, de fer d'angle, de titane et de cuivre. Si vous êtes situé dans une zone sans fournisseur de métaux local pratique, nous expédions les métaux à l'échelle nationale, sans quantité minimale de commande requise.