Inconel 601 (UNS N06601) – Alliage nickel-chrome avec aluminium pour une résistance extrême à l'oxydation

Description courte :

Inconel 601 (UNS N06601 /W.NrL'Inconel 601 (2.4851 / NS313 / GH3600) est un alliage nickel-chrome-aluminium renforcé par solution solide, spécialement conçu pour une résistance extrême à l'oxydation à très haute température, jusqu'à 1204 °C (2200 °F). Womic Steel fournit l'Inconel 601 sous de multiples formes de produits, notamment des tubes sans soudure, des tubes soudés, des barres, des tôles, des bobines, des bandes, des brides, des raccords, des pièces forgées, du fil et des vannes pour les applications de traitement thermique, de transformation pétrochimique, de fabrication de fours, d'aérospatiale et de production d'énergie.


Détails du produit

Étiquettes de produit

Présentation du produit

Cet alliage a été développé dans les années 1960 comme une version améliorée de l'Inconel 600, avec des ajouts d'aluminium (1,0 à 1,7 %) pour renforcer sa résistance à l'oxydation grâce à la formation d'une couche protectrice d'oxyde d'Al₂O₃. Il offre ainsi une résistance à l'oxydation nettement supérieure à celle de l'Inconel 600 à des températures supérieures à 1 000 °C. Aujourd'hui, l'Inconel 601 est le matériau de prédilection pour les composants de fours industriels, les tubes radiants, les reformeurs pétrochimiques et les systèmes d'échappement automobiles qui exigent des performances fiables dans des conditions de cycles thermiques et d'oxydation sévères.

Qu'est-ce que l'Inconel 601 ?

L'Inconel 601 est un alliage nickel-chrome-aluminium à teneur en carbone contrôlée qui offre une excellente résistance mécanique à haute température et à l'oxydation. Contrairement à l'Inconel 600, dont la protection contre l'oxydation repose uniquement sur le Cr₂O₃, l'Inconel 601 développe une couche d'oxyde dure et très adhérente composée de Cr₂O₃ et d'Al₂O₃. Cette double couche d'oxyde offre une résistance exceptionnelle à l'écaillage et à l'écaillage, même dans des conditions de cyclage thermique sévères, de cémentation et en atmosphères oxydantes.

L'ajout d'aluminium améliore la résistance à l'oxydation à des températures supérieures à 1 000 °C (1 830 °F), ce qui rend l'alliage utilisable jusqu'à 1 204 °C (2 200 °F). Il conserve son intégrité structurelle après de nombreux cycles thermiques sans perte de matière significative due à l'oxydation, offrant ainsi une durée de vie 2 à 4 fois supérieure à celle des aciers inoxydables réfractaires dans de nombreuses applications.

Les principales caractéristiques sont les suivantes :

  • résistance supérieure à l'oxydationjusqu'à 1204 °C (2200 °F) avec une excellente résistance à l'écaillage et à l'éclatement
  • Résistance exceptionnelle à la carburationdans des environnements à haute température riches en carbone
  • Excellente résistance aux cycles thermiqueset fatigue thermique
  • Bonne résistance à la rupture par fluage à haute températurejusqu'à 1038°C
  • Excellente résistance aux atmosphères contenant du soufre
  • Bonne soudabilité et facilité de mise en œuvre

Composition chimique

Élément Contenu (%) Rôle
Nickel (Ni) 58,0 – 63,0 Élément de base, assure une résistance à la corrosion et à l'oxydation
Chrome (Cr) 21,0 – 25,0 Forme une couche d'oxyde de Cr₂O₃, assure une résistance à l'oxydation
Aluminium (Al) 1.0 – 1.7 Forme une couche d'Al₂O₃, améliore la résistance à l'oxydation et empêche l'écaillage.
Fer (Fe) Équilibre Il permet d'équilibrer les coûts et d'améliorer la conductivité thermique.
Manganèse (Mn) ≤ 1,0 Désoxydant, améliore la maniabilité à chaud
Carbone (C) ≤ 0,10 Contrôlée pour optimiser la résistance au fluage et l'usinabilité
Silicium (Si) ≤ 0,50 Désoxydant, améliore la résistance à l'oxydation
Cuivre (Cu) ≤ 0,50 Élément résiduel
Soufre (S) ≤ 0,015 Contrôle strict pour éviter l'essoufflement dû à la chaleur

Propriétés mécaniques

Propriété État recuit étiré à froid
Résistance à la traction 585 – 650 MPa (85 – 94 ksi) 800 – 950 MPa
Limite d'élasticité (décalage de 0,2 %) ≥ 205 MPa (30 ksi) ≥ 350 MPa
Élongation ≥ 30% ≥ 8%
Dureté 150 – 220 HB
Densité 8,11 g/cm³
Gamme de fusion 1360 – 1411 °C
Conductivité thermique 11,2 W/m·K à 20 °C
Coefficient de dilatation thermique (20-100°C) 12,0 × 10⁻⁶/°C
Module d'élasticité 206 GPa
Température de service maximale (oxydation) 1204°C (2200°F)
Température de service maximale (structure) 1038°C (1900°F)

Principaux avantages de l'Inconel 601

Résistance supérieure à l'oxydationL'Inconel 601 développe une couche d'oxyde de Cr₂O₃ et d'Al₂O₃ très adhérente, offrant une protection exceptionnelle jusqu'à 1204 °C (2200 °F). Cette double couche d'oxyde est nettement plus stable et résistante à l'écaillage que la couche de Cr₂O₃ formée sur l'Inconel 600, ce qui la rend idéale pour les applications soumises à des cycles thermiques sévères. Même après une exposition prolongée à 1200 °C, la couche d'oxyde reste adhérente et protège le métal sous-jacent.

Résistance exceptionnelle à la carburationDans les environnements riches en carbone (par exemple, les fours de craquage d'éthylène, la production de noir de carbone), l'Inconel 601 résiste mieux à la carburation que la plupart des autres alliages à base de nickel. L'ajout d'aluminium crée une couche protectrice qui freine la diffusion du carbone, empêchant ainsi la formation de poussière métallique et la fragilisation.

Excellente résistance à la fatigue thermiqueLa ductilité et la stabilité thermique élevées de cet alliage lui confèrent une excellente résistance à la fatigue thermique et aux chocs thermiques. Les composants soumis à des cycles répétés de chauffage et de refroidissement (tels que les tubes radiants et les rouleaux de four) conservent leur intégrité bien plus longtemps que leurs équivalents en acier inoxydable.

Bonne résistance à la rupture par fluageL’Inconel 601 conserve une résistance structurelle utile jusqu’à 1038 °C. Sa résistance au fluage-rupture à 1000 °C est de 25 MPa pour une durée de vie de 1000 heures, ce qui le rend adapté aux composants de four porteurs fonctionnant à haute température.

Résistance aux atmosphères contenant du soufre– Cet alliage présente de bonnes performances dans les atmosphères oxydantes contenant du soufre, ce qui le rend adapté aux applications de combustion et d'incinération des déchets où des composés soufrés sont présents.

Bonne aptitude au travail et à la soudabilitéL’Inconel 601 se soude facilement par les procédés TIG, MIG et par résistance avec un métal d’apport adapté. Il peut être travaillé à chaud entre 900 et 1200 °C et à froid selon les techniques classiques.

Inconel 601 vs Inconel 600 : Comparaison

Propriété Inconel 600 Inconel 601
Teneur en nickel ≥ 72% 58 – 63%
teneur en chrome 14 – 17% 21 – 25%
Teneur en aluminium Aucun 1,0 – 1,7%
résistance à l'oxydation Excellente tenue jusqu'à 1093 °C Résistance supérieure jusqu'à 1204 °C
Adhésion des écailles Bien Excellent (Al₂O₃ + Cr₂O₃)
Résistance à la carburation Bien Supérieur
Résistance aux chlorures Remarquable Bien
Limite de température 1093°C 1204°C
Force de fluage Bien Meilleur à haute température
Applications privilégiées Traitement chimique, énergie nucléaire, environnements chlorés Fours, reformeurs pétrochimiques, oxydation à haute température

Quand choisir l'Inconel 600 :Applications où la fissuration par corrosion sous contrainte due aux chlorures est un problème, énergie nucléaire, traitement chimique avec des chlorures agressifs et service à température élevée modérée jusqu'à 1093 °C où une teneur en nickel plus élevée est bénéfique.

Quand choisir l'Inconel 601 :Applications impliquant une oxydation extrême à des températures supérieures à 1093°C, des cycles thermiques, des atmosphères contenant du soufre, des environnements de cémentation et des composants de four nécessitant une longue durée de vie.

Traitement thermique de l'Inconel 601

L'Inconel 601 est un alliage renforcé par solution solide et ne réagit pas au traitement thermique de durcissement structural. Le traitement thermique standard est la mise en solution.

Recuit de solution standard :

  • Température:1100 – 1200°C (2010 – 2190°F)
  • Temps de trempage :10 à 20 minutes (selon l'épaisseur)
  • Refroidissement:Refroidissement à l'eau ou air pulsé
  • But:Dissoudre les carbures, affiner la structure granulaire, obtenir une résistance optimale à la corrosion

Recuit de relaxation des contraintes :

  • Température:800 – 900 °C (1470 – 1650 °F)
  • Temps de trempage :2 à 4 heures
  • Refroidissement:Refroidissement par air

Formes de produits disponibles chez Womic Steel

Tuyaux et tubes sans soudure

  • Diamètre extérieur :6 mm – 350 mm (1/4" – 14")
  • Épaisseur de paroi :1 mm – 40 mm (Série 5S à XXS)
  • Longueur:Jusqu'à 12 m
  • Fin :Extrémité lisse, extrémité biseautée, filetée
  • Normes :ASTM B167, ASME SB-167
  • Applications :Tubes radiants, tubes de four, tubes d'échangeur de chaleur, tuyauterie industrielle, puits thermométriques
  • Mots clés :Tube sans soudure Inconel 601, tube 2.4851, tube N06601, tube en alliage de nickel haute température

Tuyau soudé

  • Diamètre extérieur :50 mm – 1200 mm (2" – 48")
  • Épaisseur de paroi :1,0 mm – 30 mm
  • Normes :ASTM B517, ASTM B516
  • Applications :Composants de four de grand diamètre, cornues, tuyauterie de procédé
  • Mots clés :Tuyau soudé en Inconel 601, tuyau en nickel de grand diamètre, tuyau de four

Barre d'acier (ronde, carrée, plate)

  • Diamètre:6 mm – 500 mm
  • Surface:Laminé à chaud, brillant, moulu
  • Normes :ASTM B166, AMS 5715
  • Applications :Tiges de soupape, fixations, arbres, rouleaux de four, goujons, boulons
  • Mots clés :Barre ronde en Inconel 601, barre N06601, barre en alliage de nickel, barre haute température

Plaques et tôles d'acier

  • Épaisseur:1 mm – 150 mm
  • Largeur:Jusqu'à 2500 mm
  • Normes :ASTM B168, AMS 5870
  • Applications :plaques de foyer de four, parois de cuve, moufles, chicanes, éléments de structure
  • Mots clés :plaque en Inconel 601, tôle en Inconel 601, plaque en alliage de nickel

Bobines et bandes d'acier

  • Épaisseur:0,5 mm – 6,0 mm
  • Largeur:10 mm – 1500 mm
  • Normes :ASTM B168
  • Applications :Composants formés, joints de dilatation, soufflets, tubes à paroi mince
  • Mots clés :Bobine en Inconel 601, bande en alliage de nickel

Brides et raccords

  • Types :Collet à souder, à emboîter, aveugle, à souder par emboîtement, fileté
  • Tailles :1/2" – 48"
  • Pression nominale :Classe 150 – Classe 2500
  • Normes :ASTM B564, ASME B16.5, ASME B16.47
  • Mots clés :Brides en Inconel 601, raccords en alliage de nickel

pièces forgées

  • Types :Anneaux, disques, rouleaux, corps de vannes, arbres
  • Poids:Jusqu'à 5 000 kg
  • Normes :ASTM B564, AMS 5715

Applications de l'Inconel 601

Fours industriels et traitement thermiqueL’Inconel 601 est la référence dans l’industrie pour les tubes radiants, les cornues, les moufles, les plateaux, les paniers, les rouleaux de four et les plaques de sole. Son excellente résistance à l’oxydation et à la carburation prolonge la durée de vie des composants de 2 à 4 fois par rapport aux aciers inoxydables, notamment pour les traitements thermiques avec cycles thermiques jusqu’à 1 150 °C.

Traitement pétrochimiqueCet alliage est largement utilisé dans les tubes de fours de craquage d'éthylène, les reformeurs catalytiques, les tubes de reformeurs d'hydrogène et les composants d'unités de synthèse d'ammoniac. Sa résistance à la carburation et à l'oxydation à haute température garantit un fonctionnement fiable dans les applications pétrochimiques critiques, réduisant considérablement les temps d'arrêt pour maintenance et les coûts de remplacement.

Production d'énergieL’Inconel 601 est utilisé dans les tubes de surchauffeurs, les composants de chaudières, les conduits de transition des turbines à gaz et les générateurs de vapeur à récupération de chaleur. Sa résistance aux hautes températures et à l’oxydation le rend adapté aux centrales à cycle combiné fonctionnant à haute température.

Aérospatiale et automobileCet alliage est utilisé dans les chambres de combustion des moteurs d'avion, les composants des systèmes d'échappement, les carters de turbocompresseurs, les bougies de préchauffage des moteurs diesel et les systèmes d'échappement automobiles. Sa résistance aux cycles thermiques et à l'oxydation sévères le rend idéal pour les systèmes de recirculation des gaz d'échappement et les filtres à particules diesel.

Traitement chimiqueL’Inconel 601 est utilisé dans les équipements des usines d’acide nitrique, les oxydants d’ammoniac et les réacteurs chimiques à haute température. Sa résistance à l’acide nitrique et à la corrosion à haute température le rend adapté à la fabrication de produits chimiques de spécialité.

Incinération environnementale et des déchetsCet alliage est utilisé dans les usines d'incinération des déchets, les systèmes de désulfuration des gaz de combustion et les équipements de contrôle de la pollution. Sa résistance au SO₂, au HCl et à d'autres gaz de combustion corrosifs lui assure une longue durée de vie, même dans des environnements difficiles.

Fabrication du verre et de la céramiqueL'Inconel 601 est utilisé dans la fabrication de composants de fours de fusion du verre, d'éléments de fours céramiques et de rouleaux de recuisson. Sa stabilité thermique et sa résistance à la corrosion par le verre le rendent idéal pour les industries du verre et de la céramique.

Normes et spécifications

Forme du produit Norme ASTM Norme ASME Norme AMS
Tuyau/tube sans soudure ASTM B167 ASME SB-167
Tuyau soudé ASTM B517, ASTM B516 ASME SB-517, SB-516
Barre/tige ASTM B166 ASME SB-166 AMS 5715
Plaque/Feuille/Bande ASTM B168 ASME SB-168 AMS 5870
pièces forgées ASTM B564 ASME SB-564 AMS 5715
Raccords ASTM B366 ASME SB-366
Désignation de l'ONU N06601
Numéro de stock 2,4851
Désignation DIN NiCr23Fe
Équivalent chinois NS313 / GH3600

Foire aux questions

Q : Quelle est la principale différence entre l'Inconel 601 et l'Inconel 600 ?

A: L'Inconel 601 contient de 1,0 à 1,7 % d'aluminium, formant une couche d'oxyde protectrice d'Al₂O₃ qui lui confère une résistance à l'oxydation supérieure jusqu'à 1204 °C. L'Inconel 600, quant à lui, repose exclusivement sur une couche d'oxyde de chrome (Cr₂O₃) et sa résistance à l'oxydation est de 1093 °C. L'Inconel 601 est le matériau de choix pour les environnements d'oxydation et de cémentation à très haute température.

Q : L'Inconel 601 est-il facilement soudable ?

R : Oui. L'Inconel 601 peut être soudé par les procédés TIG, MIG et par résistance. L'utilisation d'un métal d'apport compatible (ERNiCr-3 ou ERNiCrFe-3) est recommandée. Le préchauffage n'est généralement pas nécessaire et le traitement thermique après soudage est superflu pour la plupart des applications.

Q : Quelle est la température maximale de service continu pour l'Inconel 601 ?

A : Pour la résistance à l'oxydation : service continu jusqu'à 1 204 °C (2 200 °F). Pour la résistance structurelle : la température maximale recommandée en service continu est d'environ 1 038 °C (1 900 °F). Des pics de température de courte durée au-delà de 1 200 °C sont possibles, mais réduisent la durée de vie.

Q : Quel est l'équivalent chinois de l'Inconel 601 ?

R : La qualité équivalente chinoise est NS313 (耐蚀合金) et GH3600 (高温合金). Ces qualités sont conformes aux normes GB/T 15007 et GB/T 2882.

Q : Quelles sont les formes de produits disponibles pour l'Inconel 601 ?

A: Womic Steel fournit de l'Inconel 601 sous forme de tubes sans soudure, de tubes soudés, de barres, de tôles, de bobines, de bandes, de brides, de raccords de tuyauterie, de pièces forgées et de vannes. Les spécifications complètes et les gammes de dimensions sont indiquées dans la section « Disponibilité des produits ».

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