Fixations métalliques spéciales - Fixations Inconel, Boulons, Écrous, Vis, Rondelles

Inconel est une marque déposée de Special Metals Corporation pour une famille de superalliages austénitiques à base de nickel-chrome.

Les alliages Inconel sont des matériaux résistants à l'oxydation et à la corrosion bien adaptés pour un service dans des environnements extrêmes soumis à la pression et à la chaleur. Lorsqu'il est chauffé, l'Inconel forme une couche d'oxyde épaisse, stable et passivante protégeant la surface d'attaques ultérieures. L'Inconel conserve sa résistance sur une large plage de températures, ce qui est intéressant pour les applications à haute température où l'aluminium et l'acier succomberaient au fluage en raison des lacunes cristallines induites thermiquement. La résistance à haute température de l'Inconel est développée par un renforcement en solution solide ou un durcissement par précipitation, selon l'alliage.

Inconel est une marque déposée de Special Metals Corporation pour une famille de superalliages austénitiques à base de nickel-chrome.

Les alliages Inconel sont des matériaux résistants à l'oxydation et à la corrosion bien adaptés pour un service dans des environnements extrêmes soumis à la pression et à la chaleur. Lorsqu'il est chauffé, l'Inconel forme une couche d'oxyde épaisse, stable et passivante protégeant la surface d'attaques ultérieures. L'Inconel conserve sa résistance sur une large plage de températures, ce qui est intéressant pour les applications à haute température où l'aluminium et l'acier succomberaient au fluage en raison des lacunes cristallines induites thermiquement. La résistance à haute température de l'Inconel est développée par un renforcement en solution solide ou un durcissement par précipitation, selon l'alliage.

les alliages Inconel sont généralement utilisés dans des applications à haute température. Les noms commerciaux communs pour

Inconel Alloy 625 comprend : Inconel 625, Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 et Nicrofer 6020.

L'Inconel Alloy 600 comprend : NA14, N06600, BS3076, 2.4816, NiCr15Fe (FR), NiCr15Fe (EU) et NiCr15Fe8 (DE).

L'Inconel 718 comprend : Nicrofer 5219, Superimphy 718, Haynes 718, Pyromet 718, Supermet 718 et Udimet 718.

Composition:

Les alliages d'inconel varient considérablement dans leurs compositions, mais tous sont principalement du nickel, avec le chrome comme deuxième élément.

Propriétés:

Les alliages Inconel sont des matériaux résistants à l'oxydation et à la corrosion bien adaptés pour un service dans des environnements extrêmes soumis à des charges mécaniques élevées. Lorsqu'il est chauffé, l'Inconel forme une couche d'oxyde de passivation épaisse et stable protégeant la surface contre d'autres attaques. L'Inconel conserve sa résistance sur une large plage de températures, ce qui est intéressant pour les applications à haute température où l'aluminium et l'acier succomberaient au fluage en raison des lacunes cristallines induites thermiquement (voir l'équation d'Arrhenius). La résistance à haute température de l'Inconel est développée par un renforcement en solution solide ou un renforcement par précipitation, selon l'alliage. Dans les variétés durcissant au vieillissement ou renforçant les précipitations, de petites quantités de niobium se combinent avec du nickel pour former le composé intermétallique Ni3Nb ou gamma double prime (γ″). Gamma prime forme de petits cristaux cubiques qui inhibent efficacement le glissement et le fluage à des températures élevées. La formation de cristaux gamma-prime augmente avec le temps, en particulier après trois heures d'exposition à la chaleur de 850 °C (1 560 °F), et continue de croître après 72 heures d'exposition.

Usinage:

L'inconel est un métal difficile à façonner et à usiner selon les techniques traditionnelles de formage à froid en raison de son écrouissage rapide. Après la première passe d'usinage, l'écrouissage a tendance à déformer plastiquement soit la pièce soit l'outil lors des passes suivantes. Pour cette raison, les Inconels durcis au vieillissement tels que le 718 sont usinés à l'aide d'une coupe agressive mais lente avec un outil dur, minimisant le nombre de passes nécessaires. Alternativement, la majorité de l'usinage peut être effectuée avec la pièce dans un"solutionné" forme, seules les étapes finales étant effectuées après le durcissement par vieillissement.

Les filetages extérieurs sont usinés à l'aide d'un tour pour "point unique"les filets ou par laminage des filets à l'état mis en solution (pour les alliages durcissables) à l'aide d'une machine à vis. L'Inconel 718 peut également être fileté au rouleau après un vieillissement complet en utilisant la chaleur par induction jusqu'à 700 °C (1 290 °F) sans augmenter la taille des grains. [citation nécessaire] Les trous avec filetage interne sont réalisés par fraisage de filetage. Des filetages internes peuvent également être formés à l'aide d'un usinage par électroérosion (EDM) à platine.

La découpe d'une plaque se fait souvent avec un cutter au jet d'eau. De nouvelles fraises en céramique renforcées de moustaches sont également utilisées pour usiner les alliages de nickel. Ils enlèvent le matériau à une vitesse généralement huit fois plus rapide que les fraises en carbure cémenté. En dehors de ces méthodes, les pièces en Inconel peuvent également être fabriquées par fusion laser sélective et usinage électrochimique.

Plus souvent que l'usinage, le meulage au jet d'eau ou au laser est une méthode préférée et économique pour former des composants en alliage de nickel à façonner et à finir. En raison de la dureté des abrasifs utilisés, les meules ne sont pas aussi affectées par le durcissement du matériau et restent tranchantes et durables.

Les usages:

L'inconel est souvent rencontré dans des environnements extrêmes. Il est courant dans les aubes, les joints et les chambres de combustion des turbines à gaz, ainsi que dans les rotors et les joints des turbocompresseurs, les arbres de moteur de pompe de puits submersible électrique, les fixations à haute température, les récipients de traitement chimique et sous pression, les tubes d'échangeur de chaleur, les générateurs de vapeur et les composants de base dans le nucléaire sous pression. les réacteurs à eau, le traitement du gaz naturel avec des contaminants tels que le H2S et le CO2, les déflecteurs de souffle des silencieux d'armes à feu et les systèmes d'échappement de Formule 1, NASCAR, NHRA et APR, LLC. Il est également utilisé dans le système turbo de la Mazda RX7 de 3e génération et dans les systèmes d'échappement des motos Norton à moteur Wankel haute puissance où les températures d'échappement atteignent plus de 1 000 °C (1830 °F). L'inconel est de plus en plus utilisé dans les chaudières des incinérateurs de déchets. Les tokamaks européens communs Torus et DIII-D' les récipients à vide sont en Inconel. L'Inconel 718 est couramment utilisé pour les réservoirs de stockage cryogéniques, les puits de fond et les pièces de tête de puits.

Plusieurs applications de l'inconel dans l'aérospatiale comprennent :

La navette spatiale a utilisé quatre goujons en Inconel pour fixer les propulseurs de fusée solide à la plate-forme de lancement, huit goujons au total supportaient tout le poids du système de navette prêt à voler. Huit écrous cassants sont encastrés à l'extérieur des propulseurs de fusée à poudre, au lancement, des explosifs ont séparé les écrous libérant la navette de sa plate-forme de lancement.

North American Aviation a construit la peau de l'avion propulsé par la fusée X-15 d'Amérique du Nord à partir d'un alliage d'Inconel.

Rocketdyne a utilisé l'Inconel X-750 pour la chambre de poussée du moteur-fusée F-1 utilisé dans le premier étage du booster Saturn V.

SpaceX utilise de l'inconel (Inconel 718) dans le collecteur de son moteur Merlin qui alimente le lanceur Falcon 9.

Dans une première pour l'impression 3D, le moteur de fusée SpaceX SuperDraco qui fournit un système d'échappement de lancement pour la capsule spatiale de transport d'équipage Dragon V2 est entièrement imprimé. En particulier, la chambre de combustion du moteur est imprimée en Inconel à l'aide d'un procédé de frittage laser direct du métal, et fonctionne à très haute température et à une pression de chambre de 6,9 ​​mégapascals (1 000 psi).

SpaceX a coulé les collecteurs de moteur de fusée Raptor de SX300 plus tard SX500 qui sont en alliage de nickel monocristallin (amélioration par rapport aux alliages Inconel plus anciens).

L'Inconel est également utilisé dans l'industrie automobile :

Tesla utilise de l'Inconel à la place de l'acier dans le contacteur de la batterie principale de sa Model S afin qu'il reste élastique sous la chaleur d'un courant intense. Tesla affirme que cela permet à ces véhicules améliorés d'augmenter en toute sécurité la puissance maximale du pack de 1300 à 1500 ampères, permettant une augmentation de la puissance de sortie (accélération) Tesla se réfère à"Mode ridicule".

Ford Motor Company utilise Inconel pour fabriquer la roue de turbine du turbocompresseur de ses moteurs diesel EcoBlue introduits en 2016.

Les soupapes d'échappement des moteurs de course de dragsters NHRA Top Fuel et Funny Car sont en Inconel.

Ford Australie a utilisé des soupapes en Inconel dans ses moteurs Barra turbocompressés. Ces valves se sont avérées très fiables, détenant plus de 1900 chevaux.

BMW a depuis utilisé Inconel dans le collecteur d'échappement de sa voiture de luxe haute performance, la BMW M5 E34 avec le moteur emblématique S38, résistant à des températures plus élevées et réduisant la contre-pression. [citation nécessaire]

Jaguar Cars a installé de série dans sa voiture de sport hautes performances Jaguar F-Type SVR un nouveau système d'échappement léger en titane Inconel qui résiste à des températures de pointe plus élevées, réduit la contre-pression et élimine 16 kg (35 lb) de masse du véhicule.

L'Inconel laminé était fréquemment utilisé comme support d'enregistrement pour la gravure dans des enregistreurs à boîte noire à bord d'avions.

Les alternatives à l'utilisation de l'Inconel dans les applications chimiques telles que les épurateurs, les colonnes, les réacteurs et les tuyaux sont l'Hastelloy, l'acier au carbone doublé de perfluoroalkoxy (PFA) ou le plastique renforcé de fibres.