Propriétés du matériau Inconel 718

L'Inconel 718 est un alliage nickel-chrome haute performance largement reconnu pour ses propriétés mécaniques exceptionnelles, sa résistance à la corrosion et sa capacité à conserver sa solidité à des températures élevées. Il est largement utilisé dans l'aérospatiale, la production d'énergie et les industries de traitement chimique en raison de ses performances supérieures dans des conditions extrêmes. Cet article fournit une vue d'ensemble approfondie des propriétés de l'Inconel 718, y compris sa composition chimique, ses caractéristiques mécaniques, son comportement thermique et ses applications.

Composition chimique

L'inconel 718 est principalement composé de nickel (50-55%), de chrome (17-21%) et de fer (équilibre). Des éléments d'alliage supplémentaires tels que le niobium (4,75-5,5%), le molybdène (2,8-3,3%), le titane (0,65-1,15%) et l'aluminium (0,2-0,8%) jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la solidité et de la résistance à la corrosion de l'Inconel 718. Des quantités mineures de cobalt, de manganèse, de silicium et de carbone sont également présentes pour améliorer la ténacité, la dureté et la stabilité métallurgique globale. L'équilibre précis de ces éléments permet à l'Inconel 718 de conserver une résistance élevée à la fois à température ambiante et à température élevée.

Propriétés Mécaniques

L'Inconel 718 présente des propriétés mécaniques remarquables qui le rendent adapté aux environnements soumis à de fortes contraintes :

• Résistance à la traction : Elle est généralement comprise entre 1 240 MPa et 1 515 MPa après un traitement thermique approprié.
• Limite d'élasticité : Environ 1 035 MPa à 1 240 MPa, garantissant l'intégrité structurelle sous de lourdes charges.
• Élongation : Environ 12-20%, ce qui indique une bonne ductilité et une bonne formabilité.
• Dureté : Rockwell B 90-100 ou Rockwell C 35-40, en fonction du traitement thermique et des conditions de transformation.
• Résistance à la fatigue : Résistance exceptionnelle aux contraintes cycliques, ce qui le rend idéal pour les aubes de turbines, les moteurs de fusées et les composants à haute performance.

Propriétés thermiques

L'Inconel 718 conserve sa résistance et sa stabilité dans une large gamme de températures, ce qui le rend adapté aux applications à haute température :

• Point de fusion : Environ 1 360-1 370 °C.
• Température de fonctionnement : Peut fonctionner efficacement dans des environnements allant jusqu'à 700°C sans perte significative de résistance.
• Conductivité thermique : Faible conductivité thermique (~11 W/m-K), ce qui contribue à réduire la fatigue thermique.
• Coefficient de dilatation thermique : Environ 13,0 × 10-⁶ /°C, ce qui garantit un comportement d'expansion prévisible dans les composants de précision.

Résistance à la corrosion et à l'oxydation

L'un des principaux avantages de l'Inconel 718 est son excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements oxydants et légèrement réducteurs. La teneur en chrome forme une couche d'oxyde stable qui protège le matériau sous-jacent d'une oxydation ultérieure. Il résiste également à la corrosion sous contrainte induite par les chlorures et aux piqûres, ce qui le rend adapté aux applications marines et chimiques.

Traitement thermique et transformation

L'Inconel 718 obtient des propriétés optimales grâce à une combinaison de recuits de mise en solution et de traitements de vieillissement. L'alliage est d'abord mis en solution à 980-1 020°C, puis rapidement refroidi. Un vieillissement ultérieur à 720°C pendant 8 heures, puis à 620°C pendant 8 heures, favorise la précipitation de phases de renforcement telles que le gamma prime (γ’) et le gamma double prime (γ”). Ces phases contribuent de manière significative à la haute résistance à la traction et à la limite d'élasticité de l'alliage. En outre, l'Inconel 718 peut être fabriqué à l'aide de méthodes conventionnelles telles que le forgeage, le laminage et l'usinage, bien que sa tendance à l'écrouissage nécessite des techniques de traitement minutieuses.

Applications

Grâce à sa combinaison unique de résistance mécanique, de résistance à la corrosion et de stabilité thermique, l'Inconel 718 est largement utilisé dans diverses industries exigeantes :

• Aérospatiale : Composants de moteurs à réaction, aubes de turbines, systèmes d'échappement et carters de moteurs-fusées.
• Production d'énergie : Turbines à gaz, réacteurs nucléaires et générateurs de vapeur.
• Traitement chimique : Échangeurs de chaleur, appareils à pression et systèmes de tuyauterie exposés à des environnements corrosifs.
• Marine : Équipement sous-marin, arbres d'hélice et pompes pour les applications d'eau de mer.

Questions connexes

Quelle est la résistance à la traction de l'Inconel 718 ? La résistance à la traction de l'Inconel 718 est généralement comprise entre 1 240 MPa et 1 515 MPa après un traitement thermique approprié.

L'Inconel 718 peut-il résister à la corrosion ? Oui, il présente une excellente résistance à la corrosion, notamment à l'oxydation, aux piqûres et à la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures.

A quelle température l'Inconel 718 peut-il être utilisé ? L'Inconel 718 peut fonctionner efficacement dans des environnements à haute température, jusqu'à environ 700°C, tout en conservant ses propriétés mécaniques.