« Inconel » : différence entre les versions
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'''Inconel''' est une [[marque déposée]] de |
'''Inconel''' est une [[marque déposée]] de {{Lien|Special Metals Corporation}} désignant différents [[alliage]]s de métaux. La marque est utilisée comme préfixe pour environ {{nombre|25 alliages}}, les plus couramment utilisés étant l'{{nobr|Inconel 600}} (NiCr15Fe), l'{{nobr|Inconel 625}} (NiCr22Mo9Nb), et l'{{nobr|Inconel 718}} (NiCr19Fe19Nb5Mo3). |
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== Caractéristiques == |
== Caractéristiques == |
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=== Composition === |
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Il est considéré par l'industrie métallurgique comme faisant partie de la gamme des [[superalliage]]s. |
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Cependant, contrairement aux [[Acier inoxydable|aciers inoxydables]] qui sont tous à base de [[fer]] (dominant en proportion) allié avec du [[nickel]] et du [[chrome]], de nombreux Inconels sont à base de nickel (représentant généralement plus de la moitié en masse), allié avec du chrome et du fer, comme l'{{nobr|Inconel 625}}. |
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Il est considéré par l'industrie métallurgique comme faisant partie de la gamme des super-[[alliage]]s. |
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Cependant, contrairement aux aciers inoxydables qui sont tous à base de fer et alliés avec du nickel et du chrome, certains Inconels sont à base de nickel et alliés avec du chrome et du [[fer]], comme l'Inconel 625. |
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Ses métaux d'alliage secondaires sont principalement le [[molybdène]], le [[niobium]] et le [[manganèse]]. |
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* Note : |
* Note : dans ce tableau, les zéros sont significatifs. |
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=== Mécaniques/ |
=== Mécaniques/physiques === |
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Ses propriétés mécaniques à {{ |
Ses propriétés mécaniques à {{tmp|20|°C}} et son apparence sont comparables à celles de l'acier inoxydable. À température ambiante, la contrainte à rupture peut varier de {{unité|690 à 1500 [[méga]][[pascal (unité)|pascals]]}} selon l'alliage et le traitement thermomécanique qu'il a reçu. |
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* Masse volumique à {{tmp|20|°C}} : environ{{unité |
* Masse volumique à {{tmp|20|°C}} : environ {{unité|8250|kg||m|-3}}. |
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* [[Coefficient de Poisson]] à {{tmp|20|°C}} : |
* [[Coefficient de Poisson]] à {{tmp|20|°C}} : environ 0,29. |
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== Utilisations industrielles == |
== Utilisations industrielles == |
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D'une manière générale, les Inconels présentent les mêmes avantages que les aciers inoxydables par rapport aux aciers au carbone, mais en plus marqués. Évidemment, ils sont aussi beaucoup plus chers, la décision de les utiliser est calculée sur la durée de vie prévue et la rentabilité de l'application. Ils sont ainsi utilisés dans les [[Centrale nucléaire|centrales nucléaires]]. |
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Les Inconels sont fréquemment utilisés dans l'aéronautique et plus particulièrement pour les pièces des parties chaudes des [[turboréacteur]]s. |
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D'une manière générale, les Inconels présentent les mêmes avantages que les aciers inoxydables par rapport aux aciers carbone, mais en plus marqués. Évidemment, ils sont aussi beaucoup plus chers, la décision de les utiliser est calculée sur la durée de vie prévue et la rentabilité de l'application. Ils sont ainsi utilisés dans les [[centrales nucléaires]]. |
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* [[Aéronautique]] (composants des [[turboréacteur]]s exposés aux températures élevées : disques de turbine BP, aubes de compresseur BP, éléments de fixation{{etc.}}). |
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Les inconels sont fréquemment utilisés dans l'aéronautique et plus particulièrement pour les pièces des parties chaudes des réacteurs. |
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* [[Aérospatiale (discipline scientifique)|Aérospatiale]] (pièces tournantes, exposées aux températures extrêmes…). |
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* [[Marine]] (arbres, timonerie). |
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* Aéronautique (composants exposés aux températures élevées, éléments de fixation...). |
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* Aérospatial (pièce tournante, exposés aux températures extrêmes...). |
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* Marine (arbres, timonerie). |
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* Équipements de forage pour le pétrole. Leurs propriétés magnétiques leur permettent d'emporter des magnétomètres sans présenter d’interférences. |
* Équipements de forage pour le pétrole. Leurs propriétés magnétiques leur permettent d'emporter des magnétomètres sans présenter d’interférences. |
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* Outillage à chaud. |
* Outillage à chaud. |
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* [[Centrale nucléaire]], notamment dans les [[générateur de vapeur|générateurs de vapeur]] des [[Réacteur à eau sous pression|réacteurs à eau sous pression]] (REP). |
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* Réacteur nucléaire. |
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== Autres utilisations == |
== Autres utilisations == |
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L'Inconel est utilisé dans les sports mécaniques et plus particulièrement dans la fabrication de collecteurs d'échappement ([[Formule 1]], [[WRC]]…) et parfois, de façon plus exceptionnelle, dans la fabrication de barbecues artisanaux grâce à sa supra-résistance thermique. |
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L'Inconel est utilisé dans les sports mécaniques et plus particulièrement dans la fabrication de collecteurs d'échappement ([[Formule 1]], [[WRC]]...) et parfois, de façon plus exceptionnelle, dans la fabrication de barbecue artisanaux grâce à sa supra-résistance thermique. |
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=== Corrosion === |
=== Corrosion === |
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Ils sont extrêmement résistants à la [[corrosion]] (bien plus que les aciers inoxydables) et sont utilisés dans les applications (principalement industrielles) où des produits très corrosifs sont impliqués, par exemple les industries papetière ou nucléaire. Leur résistance à l'oxydation permet de les utiliser à des températures élevées (jusqu'à {{tmp|600|°C}} à {{tmp|700|°C}} en fonction de l'application). |
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Compte tenu de leur composition, principalement basée sur le nickel, ils résistent très mal en atmosphère réductrice et en particulier en présence de soufre (anhydre sulfureux, sulfure d'hydrogène). |
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Ils sont extrêmement résistants à la [[corrosion]] (bien plus que les aciers inoxydables) et sont donc utilisés dans les applications (principalement industrielles) où des produits très corrosifs sont impliqués, par exemple l'industrie papetière ou nucléaire. |
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Leurs résistances à l'oxydation permet de les utiliser à des températures importantes (jusqu'à 600-700°C en fonction de l'application). |
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Compte tenu de leur composition, principalement basée sur le nickel, ils résistent très mal en atmosphère réductrice et en particuliers en présence de soufre (anhydre sulfureux, sulfure d'hydrogène). |
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=== Fluage === |
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Contrairement aux aciers au carbone qui peuvent difficilement être utilisés à des températures de plus de {{tmp|400|°C}}, ou aux aciers inoxydables, qui dépassent difficilement {{tmp|600|°C}}, certains Inconels peuvent être utilisés jusqu'à des températures de plus de {{tmp|800|°C}}, ce qui explique leur utilisation pour l'avion-fusée américain [[North American X-15]]. |
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Ceci est dû aux éléments d'addition (principalement Mo, Cr et Cu), qui augmentent la température de [[fluage]]. |
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Contrairement aux aciers carbone qui peuvent difficilement être utilisés à des températures de plus de {{tmp|400|°C}}, ou aux aciers inoxydables, qui dépassent difficilement {{tmp|600|°C}}, certains Inconels peuvent être utilisés jusqu'à des températures de plus de {{tmp|800|°C}}, ce qui explique son utilisation pour l'avion-fusée américain [[North American X-15]]. |
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Ceci est dû aux métaux d'alliage (principalement Mo, Cr et Cu), qui relèvent la température de fluage. |
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Les Inconels sont |
Les Inconels sont aussi utilisés dans des applications industrielles où de hautes températures sont en jeu, telles que dans les unités pétrolières, l'aéronautique, l'aérospatial ou le nucléaire<ref>S. Hagen, P. Hofmann, G. Schanz et L. Sepold, [https://publikationen.bibliothek.kit.edu/270029500 ''Interactions in zircaloy/UO{{ind|2}} fuel rod bundles with inconel spacers at temperatures above 1200⁰C. (Posttest results of severe fuel damage experiments CORA-2 and CORA-3)''], KfK 4378, 1990.</ref>. |
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=== Ductilité === |
=== Ductilité === |
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Les Inconels ont une [[ductilité]] exceptionnelle, supérieure à celle des aciers inoxydables, leur permettant de descendre à des températures inférieures à {{tmp|-200|°C}} sans devenir fragiles. Ils sont utilisés dans des domaines où de très basses températures sont en jeu (recherche, distillation de certains composants de l'air{{etc.}}). |
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Les Inconels ont une ductilité exceptionnelle, supérieure à celle des aciers inoxydables, leur permettant de descendre à des températures inférieures à {{tmp|-200|°C}} sans devenir fragiles. |
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Ils sont donc utilisés dans des domaines où de très basses températures sont en jeu (recherche, distillation de certains composants de l'air, etc.). |
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=== Équivalents === |
=== Équivalents === |
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Les alliages de type Inconel sont comparables aux [[Hastelloy]]s, seule la marque changeant. |
Les alliages de type Inconel sont comparables aux [[Hastelloy]]s, seule la marque changeant. |
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== Usinage == |
== Usinage == |
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On tourne généralement, en fraisage, entre 20 et 40 m/min, avec des avances et profondeur de passe réduites. |
On tourne généralement, en fraisage, entre 20 et 40 m/min, avec des avances et profondeur de passe réduites. |
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L'utilisation de plaquettes céramique est vivement conseillée pour assurer un résultat satisfaisant en fraisage. |
L'utilisation de plaquettes céramique est vivement conseillée pour assurer un résultat satisfaisant en fraisage. |
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En perçage, les solutions industrielles sont quasi |
En perçage, les solutions industrielles sont quasi inexistantes (hormis l’usinage par [[électro-érosion]]). Seules quelques entreprises arrivent tout de même à usiner l'Inconel. |
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== Fabrication additive == |
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L'inconel existe aussi sous forme de poudre et de fil, qui sont largement utilisés par impression 3D industrielle, avec par exemple les procédés de fusion par laser (DMLS) ou de fusion par faisceau d'électrons (EBAM) [https://www.x3d-print.com/impression-3d-metal-inconel-718]. Du fait de ses propriétés mécaniques et thermiques, l'impression 3D en inconel 625 ou 718 est préférée dans les secteurs de l'aéronautique et du spatial pour fabriquer des pièces très complexes et soumises à des conditions extrêmes (notamment dans les moteurs d'avions ou de fusées). |
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== Notes et références == |
== Notes et références == |
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{{Références}} |
{{Références}} |
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== Voir aussi== |
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=== Articles connexes === |
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* [[Hastelloy]] |
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* [[Nimonic]] |
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=== Liens externes === |
=== Liens externes === |
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{{Autres projets|wiktionary=Inconel}} |
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* {{en}} [http://www.specialmetals.com Page d'accueil de Special Metals Corporation] |
* {{en}} [http://www.specialmetals.com Page d'accueil de Special Metals Corporation] |
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* {{en}} [http://www.hightempmetals.com/techdata/hitempInconelX750data.php Description de l'Inconel X 750] |
* {{en}} [http://www.hightempmetals.com/techdata/hitempInconelX750data.php Description de l'Inconel X 750] |
||
* {{en}} [https://www.tms.org/Superalloys/10.7449/1989/Superalloys_1989_269_277.pdf Histoire de la mise au point de l’Inconel 718] |
|||
* {{en}}{{fr}}{{de}} [http://www.matthey.ch/index.php?id=nickel Bandes laminées de précision en Inconel] |
|||
* {{en}}{{fr}}{{de}} [http://www.minitubes.com Petits tubes de précision en Inconel] |
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{{Portail| |
{{Portail|chimie|industrie|matériaux}} |
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[[Catégorie:Alliage de nickel]] |
[[Catégorie:Alliage de nickel]] |
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[[Catégorie:Alliage de chrome]] |
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[[Catégorie:Métal réfractaire]] |
[[Catégorie:Métal réfractaire]] |
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[[Catégorie:Marque américaine]] |
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Dernière version du 27 février 2024 à 22:53
Inconel est une marque déposée de Special Metals Corporation (en) désignant différents alliages de métaux. La marque est utilisée comme préfixe pour environ 25 alliages, les plus couramment utilisés étant l'Inconel 600 (NiCr15Fe), l'Inconel 625 (NiCr22Mo9Nb), et l'Inconel 718 (NiCr19Fe19Nb5Mo3).
Caractéristiques[modifier | modifier le code]
Composition[modifier | modifier le code]
Il est considéré par l'industrie métallurgique comme faisant partie de la gamme des superalliages.
Cependant, contrairement aux aciers inoxydables qui sont tous à base de fer (dominant en proportion) allié avec du nickel et du chrome, de nombreux Inconels sont à base de nickel (représentant généralement plus de la moitié en masse), allié avec du chrome et du fer, comme l'Inconel 625.
Ses métaux d'alliage secondaires sont principalement le molybdène, le niobium et le manganèse.
| Inconel | Autres dénominations |
Élément (% massique) | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ni | Cr | Fe | Mo | Nb | Co | Mn | Cu | Al | Ti | Si | C | S | P | B | ||
| 600[1] | UNS N06600 | 72,0 min | 14,0-17,0 | 6,0-10,0 | 1,0 max | 0,50 max | 0,50 max | 0,15 max | 0,015 max | |||||||
| 690[2] | UNS N06690 | 58,0 min | 27,0-31,0 | 7,0-11,0 | 0,50 max | 0,50 max | 0,50 max | 0,05 max | 0,015 max | |||||||
| 617[3] | UNS N06617 | 44,5 min | 20,0-24,0 | 3,0 max | 8,0-10,0 | 10,0-15,0 | 1,0 max | 0,50 max | 0,8-1,5 | 0,6 max | 1,0 max | 0,05-0,15 | 0,015 max | 0,006 max | ||
| 625[4] | ASTM A-494, ACI CW6MC, UNS N06625 | 58,0 min | 20,0-23,0 | 5,0 max | 8,0-10,0 | 3,15-4,15 | 1,0 max | 0,50 max | 0,40 max | 0,40 max | 0,50 max | 0,10 max | 0,015 max | 0,015 max | ||
| 718[5] | UNS N07718 | 50,0-55,0 | 17,0-21,0 | qsp 100 % | 2,80-3,30 | 4,75-5,50 | 1,0 max | 0,35 max | 0,30 max | 0,20-0,80 | 0,65-1,15 | 0,35 max | 0,08 max | 0,015 max | 0,015 max | 0,006 max |
| X-750[6] | UNS N07750 | 70,00 min | 14,0-17,0 | 5,0-9,0 | 0,70-1,20 | 1,00 max | 1,00 max | 0,50 max | 0,40-1,00 | 2,25-2,75 | 0,50 max | 0,08 max | 0,01 max | |||
- Note : dans ce tableau, les zéros sont significatifs.
Mécaniques/physiques[modifier | modifier le code]
Ses propriétés mécaniques à 20 °C et son apparence sont comparables à celles de l'acier inoxydable. À température ambiante, la contrainte à rupture peut varier de 690 à 1 500 mégapascals selon l'alliage et le traitement thermomécanique qu'il a reçu.
- Masse volumique à 20 °C : environ 8 250 kg m−3.
- Coefficient de Poisson à 20 °C : environ 0,29.
Utilisations industrielles[modifier | modifier le code]
D'une manière générale, les Inconels présentent les mêmes avantages que les aciers inoxydables par rapport aux aciers au carbone, mais en plus marqués. Évidemment, ils sont aussi beaucoup plus chers, la décision de les utiliser est calculée sur la durée de vie prévue et la rentabilité de l'application. Ils sont ainsi utilisés dans les centrales nucléaires.
Les Inconels sont fréquemment utilisés dans l'aéronautique et plus particulièrement pour les pièces des parties chaudes des turboréacteurs.
- Aéronautique (composants des turboréacteurs exposés aux températures élevées : disques de turbine BP, aubes de compresseur BP, éléments de fixation, etc.).
- Aérospatiale (pièces tournantes, exposées aux températures extrêmes…).
- Marine (arbres, timonerie).
- Équipements de forage pour le pétrole. Leurs propriétés magnétiques leur permettent d'emporter des magnétomètres sans présenter d’interférences.
- Outillage à chaud.
- Centrale nucléaire, notamment dans les générateurs de vapeur des réacteurs à eau sous pression (REP).
Autres utilisations[modifier | modifier le code]
L'Inconel est utilisé dans les sports mécaniques et plus particulièrement dans la fabrication de collecteurs d'échappement (Formule 1, WRC…) et parfois, de façon plus exceptionnelle, dans la fabrication de barbecues artisanaux grâce à sa supra-résistance thermique.
Corrosion[modifier | modifier le code]
Ils sont extrêmement résistants à la corrosion (bien plus que les aciers inoxydables) et sont utilisés dans les applications (principalement industrielles) où des produits très corrosifs sont impliqués, par exemple les industries papetière ou nucléaire. Leur résistance à l'oxydation permet de les utiliser à des températures élevées (jusqu'à 600 °C à 700 °C en fonction de l'application).
Compte tenu de leur composition, principalement basée sur le nickel, ils résistent très mal en atmosphère réductrice et en particulier en présence de soufre (anhydre sulfureux, sulfure d'hydrogène).
Fluage[modifier | modifier le code]
Contrairement aux aciers au carbone qui peuvent difficilement être utilisés à des températures de plus de 400 °C, ou aux aciers inoxydables, qui dépassent difficilement 600 °C, certains Inconels peuvent être utilisés jusqu'à des températures de plus de 800 °C, ce qui explique leur utilisation pour l'avion-fusée américain North American X-15.
Ceci est dû aux éléments d'addition (principalement Mo, Cr et Cu), qui augmentent la température de fluage.
Les Inconels sont aussi utilisés dans des applications industrielles où de hautes températures sont en jeu, telles que dans les unités pétrolières, l'aéronautique, l'aérospatial ou le nucléaire[7].
Ductilité[modifier | modifier le code]
Les Inconels ont une ductilité exceptionnelle, supérieure à celle des aciers inoxydables, leur permettant de descendre à des températures inférieures à −200 °C sans devenir fragiles. Ils sont utilisés dans des domaines où de très basses températures sont en jeu (recherche, distillation de certains composants de l'air, etc.).
Équivalents[modifier | modifier le code]
Les alliages de type Inconel sont comparables aux Hastelloys, seule la marque changeant.
Usinage[modifier | modifier le code]
On tourne généralement, en fraisage, entre 20 et 40 m/min, avec des avances et profondeur de passe réduites.
L'utilisation de plaquettes céramique est vivement conseillée pour assurer un résultat satisfaisant en fraisage.
En perçage, les solutions industrielles sont quasi inexistantes (hormis l’usinage par électro-érosion). Seules quelques entreprises arrivent tout de même à usiner l'Inconel.
Fabrication additive[modifier | modifier le code]
L'inconel existe aussi sous forme de poudre et de fil, qui sont largement utilisés par impression 3D industrielle, avec par exemple les procédés de fusion par laser (DMLS) ou de fusion par faisceau d'électrons (EBAM) [1]. Du fait de ses propriétés mécaniques et thermiques, l'impression 3D en inconel 625 ou 718 est préférée dans les secteurs de l'aéronautique et du spatial pour fabriquer des pièces très complexes et soumises à des conditions extrêmes (notamment dans les moteurs d'avions ou de fusées).
Notes et références[modifier | modifier le code]
- (en) « VDM Alloy 600/600H » [PDF], VDM Metals, (consulté le ).
- (en) « Inconel Alloy 690 » [PDF], Special Metals, (consulté le ).
- (en) « Inconel Alloy 617 » [PDF], Special Metals, (consulté le ).
- (en) « VDM Alloy 625 » [PDF], VDM Metals, (consulté le ).
- (en) « VDM Alloy 718 » [PDF], VDM Metals, (consulté le ).
- (en) « Inconel Alloy X-750 » [PDF], Special Metals, (consulté le ).
- S. Hagen, P. Hofmann, G. Schanz et L. Sepold, Interactions in zircaloy/UO2 fuel rod bundles with inconel spacers at temperatures above 1200⁰C. (Posttest results of severe fuel damage experiments CORA-2 and CORA-3), KfK 4378, 1990.
