Matériaux

Superalliages

Matériaux HRSA (résistants à la chaleur) et leurs enjeux

Les superalliages sont des alliages métalliques complexes hautement résistants constitués de plusieurs métaux et autres éléments qui permettent une utilisation dans les applications à haute température. Ces matériaux sont également désignés comme alliages résistants à la chaleur (Inconel 718 et Hastelloy). Pour l’usinage de superalliages, par exemple dans le cas de l’Inconel 718, de l’Hastelloy ou du titane, il convient de prendre en compte les puissantes productions de chaleur et les forces de coupe élevées à employer. En outre, l’usinage de titane renforce les risques d’incendie.

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Les superalliages doivent leur forte résistance aux températures élevées à la combinaison complexe de fer, de nickel, de platine, de chrome ou de cobalt.

Comme les superalliages sont nettement plus onéreux que les aciers classiques, ils sont principalement employés dans les applications spéciales exigeantes quand aucune autre solution n’est possible. Parmi ces applications, l’on peut notamment citer les turbines et les réacteurs d’avions ainsi que les turbines à gaz dans le domaine énergétique. En particulier avec le titane, les prothèses de hanche en font aussi partie.

Les superalliages les plus fréquemment utilisés et contraignants pour l’usinage sont les suivants :

Inconel 718 : l’alliage résistant à la chaleur du groupe ISO-S (numéro de matériau 2.4668) est renforcé de précipités intermétalliques et résiste aux températures jusqu’à 620 °C. L’usinage d’Inconel 718 génère une forte production de chaleur, c’est pourquoi il est nécessaire d’employer des outils dotés d’un revêtement résistant à la chaleur. En outre, le matériau a tendance à produire des bavures lorsqu’il est usiné.
Hastelloy : l’Hastelloy C22 (numéro de matériau 2.4602) appartient également au groupe ISO-S des alliages résistants à la chaleur. En raison de sa résistance élevée à la corrosion, il est largement utilisé dans l’industrie spatiale, ainsi que dans la pétrochimie et la chimie. Ce superalliage résiste contre de nombreux produits corrosifs, dont le chlore gazeux ou le dioxyde de chlore. Pour l’usinage, la forte production de chaleur, les forces de coupe élevées et la formation de bavures sont à prendre en compte.
Titane : l’alliage de titane ISO-S Ti6Al4V (numéro de matériau 3.7165) contient non seulement du titane, mais surtout de l’aluminium et du vanadium. Il se démarque par sa solidité élevée et sa bonne résistance à la corrosion. Il est employé dans l’industrie spatiale (aubes de compresseur, boîtiers ou vis pour réacteur), mais aussi pour la fabrication de prothèses en médecine. Outre un refroidissement suffisant, il convient de prendre en compte l’affinité chimique de l’alliage de titane, les forces de coupe élevées et la formation de bavures lors de l’usinage.

Pour l’usinage de superalliages, par exemple le titane, l’Hastelloy ou l’Inconel, il est impératif de prendre en compte les caractéristiques de chaque matériau. Par exemple, la composition des alliages peut nécessiter une puissance de coupe élevée et augmenter le risque d’écrouissage. Des tranchants d’outil extrêmement aigus sont indispensables. L’usinage de superalliages génère une quantité de chaleur supérieure à la moyenne, c’est pourquoi il convient d’employer des outils dotés d’un revêtement résistant à la chaleur. Faites confiance à ZCC-CT pour garantir la sécurité et la précision de vos opérations d’usinage de superalliages. Nous proposons des outils de tournage, de fraisage et de perçage pour ces matériaux particuliers.