Inconel contre acier inoxydable

États-Unis Étude de cas de l'armée

‍Inconel

Les inconels sont une classe de superalliages à base de nickel-chrome caractérisés par une résistance élevée à la corrosion, une résistance à l'oxydation, une résistance à haute température et une résistance au fluage. L'Inconel est capable de résister à des températures élevées et à des environnements extrêmement corrosifs en raison de deux facteurs. L'une des raisons est la formation du composé intermétallique Ni3Nb dans la phase gamma double prime (ɣ''). Cette phase intermétallique agit comme une « colle » sur les joints de grains. Cette «colle» empêche les grains d'augmenter en taille lorsqu'ils sont chauffés à des températures élevées (pour la plupart, des grains plus petits signifient une résistance élevée et des grains plus gros se prêtent à une ductilité plus élevée). Deuxièmement, l'Inconel a une résistance élevée à la corrosion en raison de la couche de passivation qui se forme lorsqu'elle est chauffée. Ces deux facteurs font de l'Inconel des alliages idéaux pour des applications allant des turbines à gaz à section chaude au forage de puits en eau profonde. Alors, quel est l'inconvénient de ces alliages ? Ils sont chers, difficiles à usiner et difficiles à travailler.

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Acier inoxydable

Les aciers inoxydables se caractérisent par une teneur en chrome supérieure à 10,5% en poids. Les aciers inoxydables ont une résistance à la corrosion plus élevée que les aciers traditionnels. Il existe cinq classes d'aciers inoxydables :les aciers inoxydables austénitiques, ferritiques, martensitiques, duplex et durcissables par précipitation. Ces aciers inoxydables portent le nom de la microstructure qui se forme dans ces alliages. L'acier inoxydable duplex est un mélange de microstructures austénitiques et ferritiques, et le durcissement par précipitation signifie que des précipités peuvent se former pour augmenter la résistance de ces classes d'aciers inoxydables. La solidité et la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable dépendent de ces microstructures. Par exemple, les aciers inoxydables austénitiques vont être la classe d'acier inoxydable la plus ductile, mais aussi la plus résistante à la corrosion. D'autre part, la classe martensitique a généralement une résistance beaucoup plus élevée, mais une résistance à la corrosion moindre. Les aciers inoxydables austénitiques ont une structure de grain plus large et plus équiaxe, ce qui leur confère ces propriétés par rapport à la structure de tour plus petite des aciers inoxydables martensitiques. L'acier inoxydable est un groupe diversifié d'alliages que l'on peut trouver dans tout, des couverts de cuisine aux applications de construction structurelle en passant par les applications biomédicales et de préparation des aliments.

‍Quelle est la différence ?

D'une part, l'Inconel est beaucoup plus cher que les alliages d'acier inoxydable. L'inconel a également une bien meilleure résistance à la corrosion et une meilleure résistance à des températures élevées. Cependant, à des températures plus basses, les aciers comme l'inox 17-4PH auront une résistance plus élevée que l'Inconel. Lors du choix entre les deux alliages différents, le principal facteur décisif est le coût, la température et la résistance. Si une pièce à moindre coût mais relativement solide est requise, l'acier inoxydable est probablement la solution. Si un composant à air critique est requis avec des besoins à haute température, alors l'Inconel est un alliage bien meilleur pour cette application.

Pourquoi l'imprimer en 3D ?

L'Inconel étant très coûteux et difficile à usiner, il peut être beaucoup plus facile de l'imprimer en 3D. L'impression 3D réduit la quantité de déchets, les coûts de main-d'œuvre, les coûts d'outillage et la diminution des délais, ce qui peut à son tour réduire le coût de la pièce. L'acier inoxydable, en revanche, dépend beaucoup de l'application, du coût actuel de la pièce et de l'usinabilité. L'impression 3D à la fois de l'Inconel et de l'acier inoxydable avec le Markforged Metal X est une excellente solution pour de nombreuses applications, y compris celles de l'industrie pétrolière et gazière dans notre matériau Inconel 625 ou le remplacement de pièces existantes par notre acier inoxydable 17-4 PH. L'impression 3D de ces pièces peut réduire les coûts, les déchets de matériaux et les délais d'exécution, ce qui est important dans les alliages coûteux comme l'Inconel 625 ou la réduction des délais d'exécution avec des pièces héritées impossibles.