Inconel 718 (In718)
Inconel 718 (In718)
1. Vue d’ensemble
L’Inconel 718 est un superalliage à base de nickel durci par précipitation, présentant une excellente résistance mécanique, une bonne résistance à la corrosion et à l’oxydation à haute température. Il est largement utilisé dans les secteurs de l’aéronautique, du pétrole et gaz, de l’énergie nucléaire et de la chimie. Sa composition comprend du nickel (Ni), du chrome (Cr), du fer (Fe), du molybdène (Mo), du niobium (Nb), du titane (Ti), de l’aluminium (Al), etc. Son renforcement est assuré par la précipitation de la phase γ″ (Ni₃Nb), ce qui garantit de très bonnes performances à haute température.
2. Composition chimique principale (pourcentage en masse)
Élément | Teneur (wt%) |
|---|---|
Nickel (Ni) | 50,0 – 55,0 |
Chrome (Cr) | 17,0 – 21,0 |
Fer (Fe) | Reste |
Nb + Ta | 4,75 – 5,50 |
Molybdène (Mo) | 2,80 – 3,30 |
Titane (Ti) | 0,65 – 1,15 |
Aluminium (Al) | 0,20 – 0,80 |
Manganèse (Mn) | ≤0,35 |
Silicium (Si) | ≤0,35 |
Carbone (C) | ≤0,08 |
Soufre (S) | ≤0,015 |
Phosphore (P) | ≤0,015 |
Cuivre (Cu) | ≤0,30 |
Bore (B) | ≤0,006 |
3. Propriétés principales
Propriété | Valeur |
|---|---|
Densité | 8,19 g/cm³ |
Température de fusion | 1260 – 1336 °C |
Résistance à la traction | ≥1275 MPa |
Limite d’élasticité (Rp0.2) | ≥1035 MPa |
Allongement | ≥12 % |
Dureté (HRC) | 30 – 45 HRC (selon traitement) |
Coefficient de dilatation (20–1000 °C) | 13,0×10⁻⁶ /°C |
Conductivité thermique (100 °C) | 11,4 W/m·K |
Résistivité électrique | 1,29 μΩ·m |
4. Caractéristiques principales
Excellente résistance à haute température : Maintient une très bonne résistance mécanique et au fluage entre 650 et 980 °C.
Très bonne résistance à la corrosion :
• Résiste aux milieux oxydants, acides (H₂SO₄, HNO₃, HCl) et à l’eau de mer.
• Bonne résistance à l’oxydation à haute température.
Très bonne soudabilité :
• Compatible avec les procédés TIG, MIG, laser, faisceau d’électrons.
• Pas de fissures post-soudure, la zone affectée conserve de bonnes propriétés.
Bonne aptitude au formage et à l’usinage :
• Peut être mis en forme à chaud ou à froid, mais nécessite des outils en carbure ou en céramique en raison de sa dureté.
Structure micrographique stable :
• Les traitements solution + vieillissement permettent une précipitation homogène de la phase γ″, améliorant les performances mécaniques.
5. Traitements thermiques
Type de traitement | Température (°C) | Temps de maintien | Refroidissement |
|---|---|---|---|
Traitement de solution | 980 – 1065 | 1 – 2 heures | Trempe à l’eau |
Vieillissement | 720 | 8 heures | Refroidissement à l’air |
Re-vieillissement | 620 | 8 heures | Refroidissement à l’air |
But : précipiter la phase γ″ (Ni₃Nb) pour améliorer la résistance mécanique et au fluage.
6. Applications typiques
• Aéronautique et aérospatial :
– Composants de moteurs (chambre de combustion, aubes, disques de turbine)
– Pièces de moteurs de fusée
– Fixations structurales d’avions
• Énergie :
– Composants de réacteurs nucléaires
– Équipements d’extraction de pétrole et gaz
– Composants anticorrosion pour plateformes offshore
• Automobile :
– Systèmes d’échappement de voitures de course
• Industrie chimique :
– Échangeurs de chaleur en environnement acide
– Conteneurs résistants à la corrosion et aux hautes températures
7. Comparaison : Inconel 718 vs autres superalliages
Alliage | Temp. max (°C) | Résistance au fluage | Résistance à l’oxydation | Soudabilité | Applications principales |
|---|---|---|---|---|---|
Inconel 718 | 980 | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | Aéronautique, pétrole et gaz |
Inconel 625 | 982 | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | Génie chimique, ingénierie maritime |
Waspaloy | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | Moteurs d’avions |
Rene 41 | 1100 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | Composants aérospatiaux haute température |
Hastelloy X | 1200 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | Turbines à gaz, industrie pétrochimique |
8. Précautions d’usinage et d’utilisation
Difficile à usiner : Dureté élevée et tendance à l’écrouissage ; utiliser des outils en carbure ou céramique avec faible vitesse de coupe et forte avance.
Éviter une exposition prolongée à haute température : Empêche la croissance excessive de la phase γ″ qui réduirait la ténacité.
Nettoyage avant soudage : Éliminer les impuretés pour garantir la qualité des soudures.
Prévention de la fragilisation par l’hydrogène : En milieu acide, contrôler la teneur en hydrogène pour éviter ce phénomène.