Vis INCONEL®718 pour systèmes de fixation à haute température

Production de vis en INCONEL® 718

La production des vis INCONEL® 718 suit une séquence stricte pour garantir des propriétés optimales du matériau et la conformité aux spécifications requises.

1. Sélection des matières premières:
   • Les barres INCONEL® 718 doivent répondre aux normes des réglementations internationales pour garantir la qualité du matériau. Les spécifications courantes sont les suivantes
     • ASTM B637Norme pour les barres, billettes et pièces forgées en INCONEL® 718.
     • AMS 5662/5663: Spécifications pour le forgeage et les barres en INCONEL® 718.
     • ASME SB-637: Spécification utilisée dans le contexte des applications sous pression.
     • JIS NCF 718: Norme japonaise pour les alliages de nickel à haute résistance.
2. Marquage à chaud:
   • Le pressage à chaud est une étape essentielle dans la production des vis en INCONEL® 718. Ce processus permet d’obtenir une forme de vis rugueuse avec des propriétés mécaniques optimales et une microstructure uniforme.
     • Phase d’échauffement:
       • La matière première est chauffée à des températures comprises entre 980 °C et 1200 °C, en fonction de la taille et de la complexité du composant à fabriquer. Cela permet de réduire la résistance à la déformation et d’améliorer les possibilités de traitement.
     • Moulage:
       • La barre chauffée est insérée dans un moule et soumise à une forte pression par des presses mécaniques ou hydrauliques, ce qui lui donne la forme souhaitée.
       • Pendant cette phase, il est essentiel d’éviter les défauts tels que les fissures ou les inclusions en surveillant strictement la température et les conditions de traitement.
     • Refroidissement contrôlé:
       • Après le moulage, le composant est refroidi de manière contrôlée (dans l’air ou par un processus de refroidissement forcé) afin d’éviter la formation de contraintes résiduelles indésirables.

   Ce procédé permet non seulement d’obtenir une forme proche du produit fini, mais aussi d’améliorer la qualité de la microstructure et de garantir une répartition homogène des éléments d’alliage.

3. Traitement mécanique:
   • L’usinage de l’INCONEL® 718 nécessite des machines-outils à commande numérique et des outils en carbure cémenté ou des matériaux résistants à la chaleur. Les vitesses d’usinage doivent être réduites en raison de la tendance du matériau à se durcir pendant l’usinage (écrouissage).
   • Les processus de tournage, de fraisage et de perçage doivent être exécutés avec un refroidissement adéquat pour éviter la surchauffe et la détérioration des propriétés du matériau.
4. Traitement thermique: Le traitement thermique est une étape cruciale dans l’optimisation des propriétés mécaniques et thermiques de l’INCONEL® 718. La séquence typique comprend :
   • Solubilisation:
     • Chauffez le matériau à une température de 980-1010 °C, en maintenant la chaleur suffisamment longtemps pour dissoudre les phases secondaires indésirables et obtenir une microstructure homogène.
     • Ce processus est suivi d’un refroidissement rapide (généralement dans l’air ou dans l’eau).
   • Le vieillissement:
     • Après la solubilisation, le vieillissement est effectué pour augmenter la dureté et la résistance en précipitant les phases γ’ (Ni3Nb) et γ’ (Ni3(Al,Ti)) :
       1. Chauffez à environ 720-760 °C pendant 8-10 heures.
       2. Refroidir lentement jusqu’à 620 °C (vitesse de refroidissement d’environ 50 °C/h).
       3. Maintenir à 620 °C pendant 8 heures, puis refroidir à l’air.

Exigences de base

Pour s’assurer que les vis INCONEL® 718 répondent aux exigences des applications critiques, les exigences suivantes doivent être respectées :

1. Résistance mécanique:
   • INCONEL® 718 est capable de résister à des contraintes allant jusqu’à environ 1 200 MPa à l’état vieilli .
   • La résistance au fluage est optimale jusqu’à des températures de 700-750 °C, ce qui le rend idéal pour les turbines, les moteurs aérospatiaux et les applications dans le domaine de l’énergie.
2. Résistance aux températures élevées:
   • Les propriétés du matériau restent excellentes jusqu’à 700 °C avec une dégradation minimale, grâce à la stabilité microstructurale offerte par la précipitation des phases γ’ et γ’.
3. Résistance à la corrosion:
   • INCONEL® 718 offre une résistance élevée à l’oxydation et à la corrosion sous contrainte dans des environnements chimiques agressifs, tels que les chlorures et les gaz à haute température.
4. Précision dimensionnelle:
   • Les vis doivent être usinées selon des tolérances strictes (ISO, ASME ou normes spécifiques), en tenant compte de la stabilité dimensionnelle du matériau après traitement thermique.

Principales applications

Grâce à ses propriétés, les vis INCONEL® 718 trouvent leur application dans :

• Turbines à gaz et à vapeur.
• Moteurs aérospatiaux et systèmes d’échappement.
• Secteur pétrochimique (usines offshore et onshore).
• Systèmes de fixation pour les applications critiques à haute température.

La capacité d’INCONEL® 718 à conserver d’excellentes propriétés dans des environnements extrêmes rend ces vis indispensables pour une sécurité et une fiabilité à long terme.