A286 (UNS S66286) – Superalliage à base de fer
1. Présentation générale
L’alliage A286 (UNS S66286) est un superalliage à base de fer, durci par précipitation, offrant une excellente résistance mécanique à haute température, une bonne résistance à l’oxydation et à la corrosion. Il est couramment utilisé dans les secteurs de l’aéronautique, des turbines à gaz, de l’automobile et de la pétrochimie. Il est conçu pour fonctionner durablement jusqu’à 700 °C. Comparé aux superalliages à base de nickel (comme la série Inconel), l’A286 est plus économique et présente une meilleure aptitude au formage à chaud et au soudage.
2. Composition chimique (en pourcentage massique)
Élément | Teneur (% masse) |
|---|---|
Fer (Fe) | Solde |
Nickel (Ni) | 24,0–27,0 |
Chrome (Cr) | 13,5–16,0 |
Titane (Ti) | 1,9–2,3 |
Molybdène (Mo) | 1,0–1,5 |
Vanadium (V) | 0,1–0,5 |
Aluminium (Al) | ≤0,35 |
Manganèse (Mn) | ≤2,0 |
Silicium (Si) | ≤1,0 |
Carbone (C) | ≤0,08 |
Soufre (S) | ≤0,03 |
Phosphore (P) | ≤0,03 |
Bore (B) | 0,001–0,01 |
Le renforcement de l’alliage A286 repose sur la précipitation de la phase γ′ (Ni₃(Al, Ti)) induite par les éléments Ti, Al et Mo.
3. Propriétés physiques
Propriété | Valeur |
|---|---|
Densité | 7,93 g/cm³ |
Température de fusion | 1364–1424 °C |
Coefficient de dilatation thermique (20–800 °C) | 16,1×10⁻⁶ /°C |
Conductivité thermique (100 °C) | 14,6 W/(m·K) |
Chaleur spécifique (25 °C) | 460 J/(kg·K) |
Résistivité électrique (20 °C) | 1,12 μΩ·m |
L’A286 a une conductivité thermique relativement faible mais une excellente tenue au fluage, ce qui en fait un choix adapté pour les environnements à haute température.
4. Propriétés mécaniques (à température ambiante et élevée)
Propriété | 25 °C | 650 °C |
|---|---|---|
Résistance à la traction (MPa) | ≥895 | 550–700 |
Limite d’élasticité (MPa) | ≥585 | 345–415 |
Allongement (%) | ≥20 | 15–20 |
Dureté (HRC) | 25–35 | - |
Avantages clés :
Résistance mécanique jusqu’à 700 °C
Bonne ductilité même à haute température
Excellente résistance au fluage pour un usage prolongé sous contrainte thermique
5. Traitement thermique
Le durcissement de l’A286 s’obtient par traitement de vieillissement. Schéma thermique standard :
Traitement | Température (°C) | Durée | Refroidissement |
|---|---|---|---|
Traitement de solution | 980–1010 | 1–2 h | Trempe à l’eau ou à l’huile |
Vieillissement | 720–820 | 16 h | Refroidissement à l’air |
Ce traitement améliore la dureté et la limite d’élasticité, ce qui convient aux applications à haute température.
6. Résistance à la corrosion
Grâce à sa teneur élevée en chrome, l’A286 résiste bien à l’oxydation et à la corrosion atmosphérique jusqu’à 700 °C
Il offre une certaine résistance dans les milieux acides (acide nitrique, chlorhydrique, sulfurique), mais inférieure à celle des alliages à base de nickel comme l’Inconel 718
Bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) en milieu marin ou contenant des chlorures
7. Aptitudes à la transformation
(1) Usinabilité
Plus facile à usiner que les alliages à base de nickel (comme l’Inconel 718)
Recommandations :
Utiliser des outils en carbure ou en céramique
Vitesse de coupe faible + avance élevée
Utiliser un fluide de coupe soluble dans l’eau pour réduire l’usure des outils
(2) Soudabilité
Très bonne soudabilité par procédés TIG, MIG, laser ou faisceau d’électrons
Un traitement thermique post-soudure (solution + vieillissement) est conseillé pour renforcer la zone soudée et améliorer sa résistance à la corrosion
8. Domaines d’application
Grâce à son équilibre entre résistance thermique, résistance à la corrosion et bonne usinabilité, l’A286 est utilisé dans les secteurs suivants :
(1) Aéronautique
Disques de turbines, compresseurs, fixations
Aubes de turbines à gaz
Systèmes d’échappement
(2) Pétrole et gaz
Tuyauteries haute pression/température
Outils de fond de puits
Fixations
Corps de vannes et de pompes
(3) Automobile
Soupapes d’échappement pour moteurs de course
Boîtiers de capteurs haute température
Pièces de turbocompresseurs
(4) Production d’énergie
Composants de la zone chaude des turbines à gaz
Éléments internes de réacteurs nucléaires
(5) Dispositifs médicaux
Pièces de stérilisateurs haute température
Implants orthopédiques
9. Comparaison avec d’autres superalliages
Alliage | Température max. (°C) | Résistance | Résistance à la corrosion | Coût | Applications |
|---|---|---|---|---|---|
A286 | 700 | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | Aéronautique, pétrole, automobile |
Inconel 718 | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | Aéronautique, nucléaire, turbines |
Inconel 625 | 982 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | Chimie, ingénierie marine |
Haynes 188 | 1090 | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | Moteurs aéronautiques |
Conclusion :
L’A286 est légèrement moins résistant que les alliages à base de nickel comme l’Inconel 718, mais offre une meilleure usinabilité et un coût inférieur
Parfait pour les applications ≤700 °C ; au-delà, il est préférable d’utiliser des alliages à base de nickel ou de cobalt
10. Résumé
L’A286 est un superalliage à base de fer durci par précipitation, combinant résistance thermique, usinabilité et bonne tenue à la corrosion
Il convient à de nombreuses applications industrielles exposées à des températures ≤700 °C
Il représente une alternative économique aux alliages à base de nickel, tout en conservant d’excellentes performances
Si vous recherchez un matériau à haute performance thermique, facile à travailler et abordable, l’A286 est un excellent choix !