Inconel 718 (UNS N07718) – Alliage nickel-chrome à durcissement structural pour applications à haute résistance

L'Inconel 718 nécessite une séquence de traitement thermique spécifique pour atteindre des propriétés mécaniques optimales :

Traitement thermique standard :

1. Recuit de mise en solution :927-1010°C (1700-1850°F) pendant 1 heure, refroidissement rapide (trempe à l'eau ou à l'huile)

• Objectif : Dissoudre tous les précipités, obtenir une austénite monophasée

2. Première étape du vieillissement :718 °C (1325 °F) pendant 8 heures, refroidissement du four à 620 °C

3. Deuxième stade du vieillissement :620 °C (1150 °F) pendant 8 à 10 heures, durée totale de maturation : 18 heures, refroidissement à l’air.

• Objectif : Précipiter γ″ et γ′ pour une résistance et une résistance au fluage maximales

Traitement thermique alternatif (pour une meilleure relaxation du stress) :

• Recuit de mise en solution :1038-1066 °C (1900-1950 °F), refroidissement rapide
• Première étape du vieillissement :760 °C (1400 °F) pendant 10 heures, refroidissement du four à 650 °C
• Deuxième stade du vieillissement :650 °C (1200 °F) pendant 20 heures, refroidissement à l'air

Points clés à prendre en compte :

• La phase γ″ (Ni₃Nb) est la phase de renforcement principale et est métastable. Au-dessus de 650 °C, elle se transforme en phase δ stable (Ni₃Nb, orthorhombique), ce qui entraîne une réduction de la résistance.
• Une exposition prolongée à 600-800 °C peut provoquer la précipitation de la phase δ aux joints de grains, réduisant ainsi la ténacité.
• La vitesse de refroidissement après recuit de mise en solution doit être rapide afin de supprimer les précipitations nuisibles.

AérospatialL'Inconel 718 est la référence dans l'industrie des composants de moteurs à réaction, notamment les disques de compresseur haute pression, les disques de turbine, les arbres de turbine, les aubes de compresseur, les chambres de combustion, les composants de postcombustion et les carters de moteur. Cet alliage est également utilisé pour les composants de moteurs de fusée, les chambres de combustion, les turbopompes et les structures de véhicules spatiaux. C'est le superalliage le plus répandu dans l'aérospatiale.

Production d'énergie et d'électricitéCet alliage est largement utilisé dans la fabrication de composants de turbines à gaz, notamment les disques, les aubes, les conduits de transition et les fixations, pour les turbines terrestres et marines. Sa résistance au fluage entre 650 et 700 °C le rend adapté à une utilisation prolongée dans les équipements de production d'énergie.

Industrie nucléaireL’Inconel 718 est utilisé dans les cuves de réacteurs, les tubes des générateurs de vapeur, les mécanismes d’entraînement des barres de contrôle et les composants internes du cœur. Sa faible teneur en cobalt (≤ 1,0 %) minimise l’activation radioactive, ce qui le rend adapté aux applications nucléaires.

Pétrole et gazCet alliage est spécifié pour les équipements de tête de puits haute pression haute température (HPHT), les composants tubulaires de fond de puits, les supports de tubage, les vannes, les pompes et les équipements sous-marins destinés aux environnements corrosifs. L'Inconel 718 résiste à la fissuration sous contrainte par les sulfures et à la fissuration induite par l'hydrogène dans les environnements contenant du H₂S.

Fixations haute températureL'Inconel 718 est le matériau standard pour les fixations haute température, notamment les boulons, goujons, écrous et vis de turbines fonctionnant à des températures allant jusqu'à 700 °C. Sa résistance à la relaxation des contraintes assure l'intégrité des assemblages à long terme.

Applications cryogéniques– L’alliage conserve une ténacité exceptionnelle à des températures cryogéniques jusqu’à -253 °C, ce qui le rend adapté aux réservoirs et systèmes de stockage d’hydrogène et d’oxygène liquides.