Le prix au kilogramme des barres en alliage Inconel 718 varie généralement entre environ 32 et 70 dollars américains le kg pour les barres standard de qualité commerciale, finies à chaud ou traitées en solution. Les barres forgées, étirées à froid, rectifiées avec précision, durcies par vieillissement, certifiées pour l'aérospatiale, à tolérances serrées ou produites en petites quantités peuvent coûter entre 45 et 125 USD par kg environ, voire davantage. L’Inconel 718, également connu sous les noms d’Alloy 718, UNS N07718 et W.Nr. 2.4668, est un alliage nickel-chrome-fer durcissable par précipitation utilisé pour les composants de turbines à gaz, les pièces de moteurs d’avion, les fixations à haute résistance, d’équipements pétroliers et gaziers, de composants cryogéniques, d’arbres de pompes, de ressorts, de pièces sous pression et d’autres pièces nécessitant une résistance élevée, une résistance à la fatigue, une résistance au fluage, une résistance à la corrosion et des performances fiables à des températures élevées. Le prix final dépend du diamètre, de la quantité, des spécifications, du procédé de coulée, des conditions de traitement thermique, de l’état de surface, des tolérances dimensionnelles, de l’étendue des contrôles, de la disponibilité des stocks, des exigences de traitement et du délai de livraison.
L'Inconel 718 est l'un des alliages de nickel durcissables par précipitation les plus couramment utilisés. Son large éventail d'applications industrielles et sa disponibilité relativement bonne en font un matériau plus accessible sur le marché que certains alliages spécialisés destinés aux hautes températures. Il n'en reste pas moins un matériau de grande valeur, car il contient du nickel, du chrome, du niobium, du molybdène, du titane et de l'aluminium, et nécessite généralement une fusion contrôlée, un travail à chaud, un traitement de mise en solution, un vieillissement par précipitation, des essais mécaniques et une traçabilité détaillée.
Le prix au kilogramme ne dépend pas uniquement de la composition chimique. Deux Inconel 718 Des barres de même diamètre peuvent présenter des prix très différents si l'une est fabriquée à partir d'un matériau standard de qualité commerciale ayant subi un traitement de mise en solution, tandis que l'autre est une barre destinée à l'aérospatiale, issue d'une fusion sous double vide, certifiée AMS, ayant subi un traitement de mise en solution et un durcissement par vieillissement.
Les barres commerciales standard peuvent être produites pour des éléments de fixation industriels généraux, des pièces destinées aux champs pétroliers, des arbres, des vannes et des ébauches d’usinage. Les barres de qualité aérospatiale peuvent nécessiter une fusion par induction sous vide, une refusion à l'arc sous vide, un contrôle chimique plus rigoureux, des exigences plus strictes en matière de taille de grain, une inspection par ultrasons, des essais mécaniques, une certification d'origine de l'usine et une traçabilité complète des lots. Ces exigences supplémentaires entraînent une différence de prix significative.
| Barres en Inconel 718 | Prix de référence au kilogramme | Conditions d'alimentation typiques |
|---|---|---|
| Barres laminées à chaud à usage commercial | 32 à 55 USD/kg | Ébauche standard pour l'usinage industriel, avec tolérance de fraisage |
| Barre traitée par solution | 35 à 65 USD/kg | Matériau fourni en vue d'un usinage ultérieur ou d'un vieillissement ultérieur |
| Barre ronde forgée | 40 à 82 USD/kg | Ébauche à usiner de grand diamètre ou à section importante |
| Barre étirée à froid | 45 à 88 USD/kg | Petit diamètre avec une tolérance et une qualité de surface améliorées |
| Barre rectifiée avec précision | 55 à 115 USD/kg | Arbres à tolérances serrées, ébauches de fixations, goupilles et pièces de précision |
| Barre traitée par solution et durcie par vieillissement | 48 à 100 USD/kg | État de haute résistance avec vieillissement contrôlé et essais mécaniques |
| Barre AMS de qualité aérospatiale | 60 à 125 USD/kg, voire plus | Fusion contrôlée, certification rigoureuse, essais et traçabilité totale |
Ces fourchettes de prix s'appliquent aux budgets d'achat. Elles n'incluent généralement pas les frais de transport international, les droits d'importation, les taxes, les droits antidumping, les frais d'inspection par des tiers et les frais facturés par le pays de destination, sauf si le devis précise expressément que ces coûts sont inclus.
Pour répondre directement à la question, le prix d'une barre en alliage Inconel 718 disponible dans le commerce se situe généralement entre 32 et 70 dollars américains le kilo. Les barres de diamètre moyen, qu'elles soient finies à chaud ou traitées par mise en solution, se situent normalement dans cette fourchette.
Les barres fournies à l'état entièrement durci par vieillissement, à la norme AMS pour l'aérospatiale, avec une finition rectifiée de précision, à la norme spécifique pour les champs pétroliers ou avec un grand diamètre forgé sur mesure peuvent coûter environ 45 à 125 USD par kg, voire plus. Les très petites quantités, les diamètres inhabituels, les productions urgentes, les contrôles par ultrasons approfondis ou les certifications spécifiques demandées par le client peuvent encore augmenter le prix.
| Exigences en matière d'achats | Prix prévisionnel | Présentation commerciale |
|---|---|---|
| Barre standard en stock | 32 à 65 USD/kg | Diamètre courant, longueur standard, certificat industriel standard |
| Barre de stock découpée en longueurs fixes | 35 à 72 USD/kg | Comprend la découpe, la perte due au trait de coupe, le transfert d'identification et le reconditionnement |
| Barre durcie par vieillissement | 48 à 100 USD/kg | Comprend les cycles de vieillissement, le contrôle de la dureté et la vérification des propriétés mécaniques |
| Barre de qualité aérospatiale | 60 à 125 USD/kg | Comprend une fusion contrôlée, des spécifications rigoureuses, des essais et la traçabilité |
| Grande barre forgée | 45 à 95 USD/kg | Comprend le forgeage, le traitement de mise en solution, le tournage de dégrossissage et, éventuellement, un contrôle par ultrasons |
| Barre rectifiée avec précision | 55 à 115 USD/kg | Comprend le décapage, le redressage, le meulage et un contrôle dimensionnel minutieux |
Un prix indiqué en ligne peut concerner des stocks anciens, des chutes, un diamètre spécifique, une quantité minimale ou un matériau ne disposant pas de la certification AMS ou ASTM requise. Certains prix publiés ne s'appliquent qu'aux barres traitées par mise en solution et n'incluent pas le coût du durcissement par vieillissement final.
Avant de comparer les devis, les acheteurs doivent vérifier si les matériaux proposés présentent les mêmes caractéristiques en termes de norme, de traitement thermique, de procédé de fusion, de diamètre, de longueur, de tolérance, d'état de surface, de propriétés mécaniques, de niveau de contrôle et de champ d'application du certificat.
L'Inconel 718 est généralement désigné sous les références UNS N07718 et W.Nr. 2.4668. Il peut également être appelé « Alliage 718 », « Alliage de nickel 718 », « NiCr19NbMo » ou « superalliage nickel-chrome-fer-niobium ». La référence UNS N07718 est l'identifiant international le plus important et doit figurer sur le bon de commande, le devis, le certificat de matériau (MTC), le marquage du produit, la liste de colisage et les documents d'inspection.
Il ne faut pas confondre l'alliage 718 avec Inconel 625, Inconel X-750, l'alliage 706 ou l'Inconel 725. Ces matériaux présentent des compositions chimiques, des comportements au traitement thermique, des niveaux de résistance, des comportements face à la corrosion et des plages de température d'utilisation différents.
| Désignation | Signification | Remarque concernant les achats |
|---|---|---|
| Inconel 718 | Nom courant d'un alliage, à la manière d'une marque déposée | Largement utilisé dans les plans techniques et les appels d'offres |
| Alliage 718 | Description générale d'un alliage commercial | Souvent utilisé par les usines et les stockistes |
| UNS N° 07718 | Désignation du système de numérotation unifié | Identifiant international principal pour les achats et la certification |
| N° de série 2.4668 | Numéro de matériau européen | Courant dans les dessins et certificats européens |
| NiCr19NbMo | Désignation fondée sur la composition | Mets en avant les ajouts de chrome, de niobium et de molybdène |
| Spécifications | Gamme générale de produits | Importance commerciale |
|---|---|---|
| ASTM B637 | Barres, pièces forgées et ébauches en alliage de nickel durcissable par précipitation | Spécification industrielle courante pour l'alliage 718 |
| ASME SB637 | Spécification relative aux barres et aux pièces forgées adoptée par l'ASME | Souvent utilisé pour les équipements liés à la pression et aux codes |
| AMS 5662 | Barres, pièces forgées et anneaux traités par solution | Souvent fourni pour l'usinage avant le vieillissement final |
| AMS 5663 | Barres, pièces forgées et anneaux ayant subi un traitement de solution et un durcissement par précipitation | Utilisé lorsque des propriétés finales de haute résistance sont requises |
| AMS 5664 | Barres, pièces forgées et anneaux en alliage 718 dans un état spécifié pour une utilisation à haute température | La version et l'état doivent correspondre exactement au dessin fourni par le client |
| ISO 9723–9725 | Normes internationales relatives aux barres et pièces forgées en alliage de nickel | Utilisé dans certains projets internationaux |
| DIN 17752–17754 | Barres, pièces forgées et produits dérivés en alliage de nickel | Peut figurer dans des documents techniques européens ou plus anciens |
L'Inconel 718 est un alliage de nickel, de chrome et de fer, renforcé principalement par du niobium, du titane et de l'aluminium. Le nickel et le fer constituent la matrice principale. Le chrome assure la résistance à l'oxydation et à la corrosion. Le niobium et le tantale, associés au titane et à l'aluminium, permettent le durcissement par précipitation.
La phase de durcissement principale de l'alliage 718 est la phase gamma double-prime, tandis que la phase gamma-prime apporte un durcissement supplémentaire. La vitesse de précipitation relativement faible de l'alliage 718 contribue à sa bonne soudabilité par rapport à plusieurs autres alliages de nickel durcis par précipitation.
| Élément | Plage ou limite spécifiée | Fonction principale |
|---|---|---|
| Nickel et cobalt | 50.00–55.00% | Il forme une matrice stable à base de nickel et contribue à la résistance à la corrosion |
| Chrome | 17.00–21.00% | Améliore la résistance à l'oxydation et la résistance à de nombreux milieux corrosifs |
| Le fer | Équilibre | Composant principal de la matrice de l'alliage |
| Niobium et tantale | 4.75–5.50% | Principal facteur contribuant au renforcement de la précipitation gamma double-prime |
| Molybdène | 2.80–3.30% | Assure un renforcement par solution solide et favorise la résistance à la corrosion |
| Titane | 0.65–1.15% | Permet un durcissement par précipitation et offre une résistance à haute température |
| Aluminium | 0.20–0.80% | Se combine avec le nickel et le titane pour former des précipités de renforcement |
| Cobalt | 1,001 TP3T maximum | Conforme aux exigences relatives au nickel et au cobalt |
| Carbone | 0,081 TP3T maximum | Influence la formation de carbures et le comportement aux joints de grains |
| Manganèse | 0,351 TP3T maximum | Élément mineur contrôlé |
| Silicium | 0,351 TP3T maximum | Élément résiduel contrôlé et élément lié à la transformation |
| Phosphore | 0,0151 TP3T maximum | Impureté contrôlée |
| Soufre | 0,0151 TP3T maximum | Maintenu à un niveau bas pour favoriser l'ouvrabilité à chaud et la qualité des soudures |
| Bore | 0,0061 TP3T maximum | Ajout contrôlé d'impuretés influant sur les propriétés des joints de grains |
| Cuivre | 0,301 TP3T maximum | Élément résiduel contrôlé |
Le fournisseur doit fournir l'analyse thermique réelle sur le certificat de conformité (MTC). La composition chimique doit être conforme aux normes ASTM, ASME, AMS, API ou aux spécifications du client. Les applications aérospatiales et les applications critiques dans le secteur pétrolier peuvent imposer des exigences plus strictes en matière d'oligo-éléments que celles applicables aux fournitures commerciales générales.
Le numéro de coulée figurant sur le MTC doit correspondre au marquage sur la barre, à l'étiquette, au procès-verbal de découpe, au rapport d'inspection et au bordereau d'expédition. Lorsqu'une barre entière est découpée en plusieurs morceaux, la traçabilité doit être assurée pour chaque morceau.
Les principaux éléments d'alliage qui influencent le coût de l'Inconel 718 sont le nickel, le chrome, le niobium, le molybdène et le titane. Leurs cours sur le marché ont une incidence sur le coût des matières premières, mais leur impact sur le contrôle de la transformation et de la fusion est également important.
La teneur en nickel et en cobalt représente environ 50% à 55% de l'alliage 718. Les fluctuations du marché du nickel ont donc une incidence sur le coût de production des nouveaux produits et sur la valeur de remplacement des fournisseurs. Cependant, le prix d’une barre finie en alliage 718 est nettement supérieur à la valeur de sa teneur en nickel, car sa fabrication nécessite la fusion de l’alliage, sa transformation, un traitement thermique, des essais et une certification.
La teneur en chrome est comprise entre environ 17% et 21%. Le chrome confère à l'alliage une résistance à l'oxydation et à la corrosion. Son impact sur le coût est généralement inférieur à celui du nickel ou du niobium, mais son pourcentage relativement élevé contribue tout de même de manière significative à la majoration liée à l'alliage.
La teneur en molybdène est comprise entre environ 2,81 TP3T et 3,31 TP3T. Il contribue à la résistance de la solution solide et à la résistance à la corrosion localisée. Bien que l'alliage 718 contienne moins de molybdène que l'Inconel 625, le molybdène reste un élément d'alliage coûteux.
La teneur en niobium et tantale est comprise entre environ 4,75% et 5,50%. Il s'agit là de l'une des caractéristiques de composition les plus importantes de l'alliage 718. Le niobium est à l'origine du renforcement par précipitation gamma double prime et contribue de manière majeure à la haute résistance de l'alliage.
La teneur en niobium accroît également la complexité de la fusion et du traitement. La ségrégation doit être soigneusement contrôlée lors de la production des lingots, de la refusion, de l'homogénéisation et du forgeage. Les lingots et pièces forgées de grande taille en alliage 718 nécessitent un contrôle particulièrement rigoureux des processus.
Le titane et l'aluminium sont utilisés en quantités plus faibles, mais ils sont essentiels au durcissement par précipitation. Leur coût direct en matières premières est inférieur à celui du nickel ou du niobium, mais ils influencent néanmoins la réponse au traitement thermique et les propriétés mécaniques finales.
| Élément | Contenu typique | Influence relative des coûts | Principale contribution à la performance |
|---|---|---|---|
| Nickel et cobalt | 50–55% | Très élevé | Matrice de base, résistance à la corrosion et stabilité thermique |
| Chrome | 17–21% | Moyenne à élevée | Résistance à l'oxydation et à la corrosion |
| Molybdène | 2.8–3.3% | Haut | Renforcement par solution solide et résistance à la corrosion localisée |
| Niobium et tantale | 4.75–5.50% | Haut | Renforcement des précipitations primaires et résistance mécanique élevée |
| Titane | 0.65–1.15% | Moyen | Réaction aux précipitations et propriétés à haute température |
| Aluminium | 0.20–0.80% | Coût direct réduit, forte valeur technique | Permet la précipitation du gamma-prime |
Les barres en Inconel 718 de diamètre moyen offrent généralement le prix au kilogramme le plus stable, car elles sont produites et stockées en grande quantité. Les barres de petit diamètre nécessitent davantage d'opérations de finition par kilogramme, tandis que celles de grand diamètre peuvent nécessiter un forgeage sur mesure, de longs cycles de traitement thermique, un usinage de dégrossissage et un contrôle par ultrasons.
| Gamme de diamètres | Prix de référence au kilogramme | Itinéraire d'approvisionnement type |
|---|---|---|
| 3 à 10 mm | 60 à 115 USD/kg | Étiré à froid, redressé, poli ou rectifié avec précision |
| 12 à 20 mm | 48 à 90 USD/kg | Barres étirées à froid, écroûtées, rectifiées ou de petit diamètre finies à chaud |
| 22–80 mm | 34 à 68 USD/kg | Barres standard laminées à chaud, forgées ou écroûtées |
| 85 à 150 mm | 38 à 75 USD/kg | Barre laminée à chaud ou forgée ayant subi un traitement de mise en solution contrôlé |
| 160 à 300 mm | 45 à 90 USD/kg | Forgés, dégrossis au tour, traités par solution et fréquemment soumis à des contrôles par ultrasons |
| Plus de 300 mm | Devis personnalisé | Forgeage, homogénéisation, traitement thermique et contrôle spécifiques au projet |
| Diamètre | Poids approximatif par mètre | Signification du terme « achat » |
|---|---|---|
| 20 mm | Environ 2,57 kg/m | Un poids total faible, mais la transformation en petites barres peut faire grimper le prix au kilo |
| 50 mm | Environ 16,1 kg/m | Diamètre d'usinage courant dont la disponibilité est relativement stable |
| 100 mm | Environ 64,3 kg/m | Valeur totale des matériaux plus élevée et exigences de découpe plus importantes |
| 200 mm | Environ 257 kg/m | Généralement forgé ; peut nécessiter un contrôle par ultrasons, un levage et un calage spécial |
Ces poids sont approximatifs et calculés sur la base d'une densité nominale de l'alliage 718 d'environ 8,19 g/cm³. Le poids réel facturé doit être déterminé à partir des dimensions mesurées ou du poids relevé sur la balance.
Une barre plus petite a généralement un poids total inférieur, mais son prix au kilogramme peut être plus élevé. La fabrication de petites barres de précision nécessite un usinage important par rapport à la quantité de produit fini obtenue.
L'alliage 718 de petit diamètre peut nécessiter plusieurs opérations d'étirage à froid, un recuit intermédiaire, un nettoyage de surface, un redressage, un polissage, une rectification sans centre et des contrôles dimensionnels répétés. Si la barre doit être fournie à l'état durci par vieillissement, le traitement thermique final et le contrôle de la déformation entraînent des coûts supplémentaires.
| Exigence relative aux « small bars » | Effet de prix |
|---|---|
| Plusieurs passes de dessin | Ajoute l'outillage, la lubrification, le temps d'utilisation des équipements et le contrôle des processus |
| Recuit intermédiaire | Ajoute des cycles de four et des opérations de manutention entre les opérations d'étirage |
| Redressage de précision | Nécessite une correction contrôlée et un contrôle final |
| Rectification sans centre | Allonge le temps de finition et réduit le rendement en matière première |
| Petite quantité achetée | Cela entraîne une augmentation du coût unitaire, car les coûts de mise en place et de certification ne sont pas répartis |
Les grandes barres en alliage 718 nécessitent généralement un forgeage à partir d’une billette ou d’un lingot refondu. La ségrégation du niobium, la structure granulaire, la réduction par forgeage et l’uniformité du traitement thermique doivent être contrôlées avec soin. Les barres de grande taille peuvent nécessiter plusieurs cycles de forgeage, une homogénéisation, un traitement de mise en solution, un tournage grossier, un contrôle par ultrasons (UT), un examen de la macrostructure et des essais mécaniques approfondis.
| Exigence relative aux barres de grande taille | Effet de prix |
|---|---|
| Grand lingot ou billette refondu(e) | Augmente l'engagement de production et la quantité minimale de commande |
| Plusieurs cycles de forgeage | Ajoute le temps de pressage, la consommation énergétique du four, la main-d'œuvre et les risques liés au processus |
| Long cycle de traitement thermique | Nécessite une capacité de four importante et une bonne homogénéité de la température |
| Ébauche | Élimine le tartre et les défauts de surface, mais réduit le rendement final |
| Essais par ultrasons | Ajoute les coûts liés aux contrôles et le risque éventuel de rejet |
| Contrôle de la granulométrie et de la macrostructure | Ajoute la qualification des procédés et les analyses en laboratoire |
Le procédé de fabrication influe à la fois sur le prix des barres en Inconel 718 et sur leur adéquation avec la pièce finale. Les barres laminées à chaud sont généralement plus économiques, tandis que les barres forgées et rectifiées avec précision entraînent des coûts de transformation supplémentaires.
Les barres laminées à chaud sont couramment utilisées pour la fabrication d'ébauches destinées à l'usinage général, de boulons, d'arbres et de composants industriels. Elles présentent généralement des tolérances de laminage standard et nécessitent une marge d'usinage pour éliminer la calamine et compenser les variations dimensionnelles.
Les barres forgées sont largement utilisées pour la fabrication de composants de moteurs d'avion, de pièces de turbines à gaz, d'outils pour les champs pétroliers, de fixations de grande taille, de pièces sous pression et d'ébauches destinées à l'usinage de profilés de grande section. Leur prix dépend de la qualité du lingot, du procédé de fusion, du rapport de forgeage, des exigences en matière de taille de grain, du traitement de mise en solution, de l'usinage de première ébauche et du niveau d'acceptation des contrôles par ultrasons.
Les barres étirées à froid offrent une meilleure précision dimensionnelle et un meilleur état de surface pour les petits diamètres. Le travail à froid augmente la résistance et la dureté, mais le processus de traitement thermique final doit être contrôlé afin d'obtenir les caractéristiques techniques et les propriétés mécaniques requises.
Les barres rectifiées de précision sont utilisées pour la fabrication d'arbres, de goupilles, d'ébauches de pièces de fixation, de pièces de pompes, d'outillage et de composants nécessitant des tolérances strictes en matière de diamètre, de circularité, de rectitude et de rugosité de surface. Les matériaux rectifiés permettent de réduire le temps d'usinage final, mais leur prix au kilogramme est généralement le plus élevé.
| État du bar | Prix de référence | Principal avantage | Ajout des coûts principaux |
|---|---|---|---|
| Laminé à chaud | 32 à 55 USD/kg | Ébauche d'usinage économique | Finition limitée et tolérance standard |
| Forgé | 40 à 82 USD/kg | Grands diamètres et propriétés structurelles maîtrisées | Forgeage, réchauffage, traitement thermique, tournage de dégrossissage et contrôle par ultrasons |
| Étiré à froid | 45 à 88 USD/kg | Amélioration de la précision dimensionnelle et de la qualité de surface | Étirage, recuit intermédiaire et redressage |
| Épluché ou tourné | 36 à 68 USD/kg | Surface plus propre et réduction de la surépaisseur d'usinage | Élimination de matière et contrôle dimensionnel |
| Rectifié avec précision | 55 à 115 USD/kg | Tolérance serrée et finition lisse | Meulage, contrôle, redressage et emballage de protection |
L'état de traitement thermique constitue l'une des principales différences entre les devis relatifs aux barres en Inconel 718. L'alliage 718 est généralement fourni soit à l'état de traitement de mise en solution, en vue d'un usinage et d'un vieillissement ultérieurs, soit à l'état de traitement de mise en solution complet et de durcissement par précipitation.
Une barre traitée par solution est plus tendre et plus facile à usiner qu’un matériau ayant subi un vieillissement complet. Elle est souvent achetée conformément à des spécifications telles que la norme AMS 5662 lorsque le fabricant de composants prévoit de réaliser l’usinage de dégrossissage avant le vieillissement final.
Le matériau traité par solution présente généralement un prix d'achat inférieur à celui des barres entièrement durcies par vieillissement. Toutefois, l'acheteur doit prendre en compte les coûts ultérieurs liés au vieillissement, à la certification du four, au contrôle de dureté, aux essais mécaniques, à la correction dimensionnelle et au contrôle final.
Les barres durcies par vieillissement présentent une limite d'élasticité, une résistance à la traction, une dureté, une résistance à la fatigue et une résistance au fluage nettement supérieures. Elles peuvent être achetées conformément à des normes telles que l'AMS 5663 lorsque les propriétés mécaniques définitives doivent être connues avant la livraison.
L'alliage 718 vieilli est plus difficile à usiner. L'usure des outils, les efforts de coupe, la production de chaleur et la durée d'usinage augmentent considérablement. L'achat de barres entièrement vieillies peut donc réduire les contraintes liées au traitement thermique, mais augmenter les coûts d'usinage.
Un procédé de traitement thermique largement utilisé consiste en un recuit de mise en solution suivi d'un vieillissement à environ 718 °C, d'un refroidissement en four jusqu'à environ 621 °C, d'un maintien pendant toute la durée du vieillissement, puis d'un refroidissement à l'air. Un autre procédé utilise une température de mise en solution plus élevée, suivie d’un cycle de vieillissement différent, afin d’obtenir un équilibre particulier entre la résistance mécanique, les propriétés de résistance aux chocs, la résistance au fluage et le comportement à la rupture.
Le traitement thermique doit être conforme aux spécifications du matériau et au plan. Un fournisseur ne doit pas choisir un cycle de traitement thermique uniquement parce qu'il est moins coûteux ou plus pratique.
| Condition | Utilisation commerciale courante | Prix relatif des matériaux | Considérations relatives à l'acheteur |
|---|---|---|---|
| traité avec une solution | Usinage de dégrossissage avant le vieillissement final | Plus bas | L'acheteur doit organiser et superviser le traitement thermique final |
| Traité par une solution et vieilli | Pièce finie à haute résistance ou ébauche à usiner | Plus élevé | Une dureté plus élevée rend l'usinage plus difficile |
| Condition d'ancienneté spécifique au client | Aérospatiale, champs pétroliers, turbines ou applications spéciales soumises à la fatigue | Spécifique au projet | Des essais de qualification et les registres du four peuvent être exigés |
La barre traitée par solution, moins chère à l'achat, n'est pas toujours l'option la plus économique une fois pris en compte le vieillissement final, les essais, la correction de la déformation et le réaffûtage. De même, une barre ayant subi un vieillissement complet peut s'avérer inutilement coûteuse s'il reste encore à effectuer un usinage de dégrossissage important.
Une approche courante en matière de fabrication consiste à acheter des pièces brutes traitées en solution, à réaliser la majeure partie de l'usinage de dégrossissage, à procéder à un vieillissement par précipitation, puis à effectuer l'usinage de finition des surfaces critiques. Le choix de la meilleure méthode dépend de la géométrie du composant, de ses tolérances, du volume de production et des capacités de traitement thermique.
L'Inconel 718 est largement disponible en stock par rapport à de nombreux autres superalliages au nickel, en particulier dans les diamètres couramment utilisés dans les secteurs de l'aérospatiale et des champs pétroliers. Le matériel disponible en stock permet généralement de bénéficier d'une quantité minimale de commande (MOQ) la plus faible et d'un délai de livraison le plus court.
Les barres en stock peuvent souvent être achetées soit en longueur totale, soit en morceaux découpés. L'acheteur peut réaliser des économies en choisissant le diamètre disponible immédiatement supérieur et en l'usinant à la dimension finale. Disposer d'un stock réduit également l'exposition aux futures fluctuations du prix du nickel et aux délais de livraison des nouvelles livraisons.
La production sur mesure peut nécessiter une nouvelle fusion, une refusion, la transformation de billettes, le forgeage, le laminage, un traitement de mise en solution, un vieillissement, un usinage grossier, un contrôle par ultrasons, des essais mécaniques et une certification spécifique. Les usines exigent généralement une quantité minimale de commande (MOQ) suffisante pour couvrir l'ensemble du lot de production et les pertes liées au processus.
| Élément de comparaison | Barre des tailles en stock | Barre de taille personnalisée |
|---|---|---|
| Prix au kilogramme | Généralement inférieur | Généralement plus élevé |
| MOQ | Peut permettre l'utilisation d'une barre ou de plusieurs morceaux découpés | Peut nécessiter la quantité totale de pièces usinées, de billettes ou de pièces forgées |
| Délai d'exécution | Peu après l'approbation du certificat | Plus long en raison de la production et du contrôle qualité |
| Flexibilité dimensionnelle | Limité aux stocks disponibles | Peut être fabriqué à une dimension plus proche de celle requise pour l'usinage |
| Flexibilité des spécifications | Limité à la certification d'origine | Peut être conçu pour répondre à une norme ASTM, AMS ou API spécifique, ou à une exigence particulière du client |
Une barre standard conforme à la norme ASTM B637 ne peut pas être automatiquement recertifiée selon la norme AMS 5663 par simple application d'un traitement de vieillissement. Le parcours de fusion d'origine, le procédé de forgeage, le traitement thermique, l'échantillonnage pour essais, les propriétés mécaniques et la traçabilité doivent satisfaire aux exigences de la spécification AMS.
Le terme “ Inconel 718 ” désigne la famille d’alliages, mais ne définit pas le niveau de qualité dans son intégralité. L'alliage 718 de qualité aérospatiale et celui de qualité commerciale peuvent présenter une composition chimique nominale similaire, tout en différant par leur procédé de fusion, la pureté en termes d'inclusions, la structure granulaire, la qualité ultrasonique, la traçabilité, le traitement thermique, les essais et le statut d'homologation.
Les barres de qualité commerciale conviennent à de nombreuses fixations industrielles, arbres, vannes, pièces de pompes, outillages, équipements généraux de turbines et composants non critiques pour la sécurité du vol. Elles peuvent être fournies conformément à la norme ASTM B637 ou à une autre spécification industrielle, accompagnées d’un certificat de matériau (MTC) standard et des résultats d’essais mécaniques.
La fabrication de barres pour l'aérospatiale nécessite souvent une fusion par induction sous vide suivie d'une refusion à l'arc sous vide, des techniques de forgeage contrôlées, la traçabilité des lots thermiques, des exigences strictes en matière de taille de grain, des contrôles par ultrasons, une certification d'origine du laminoir et la conformité à une révision spécifique de la norme AMS.
Certains acheteurs exigent également une provenance certifiée de l'aciérie, un processus de fabrication par congélation, un contrôle statistique des processus, un examen supplémentaire de la macrostructure ou une inspection à la source par le client. Ces exigences peuvent entraîner une augmentation tant du prix que des délais de livraison.
| Exigences de qualité | Bar de qualité professionnelle | Barre de qualité aérospatiale |
|---|---|---|
| Prix typique | Entre 32 et 70 dollars américains environ par kg | Entre 60 et 125 dollars américains environ par kg, voire plus |
| Spécifications communes | Norme ASTM B637 ou cahier des charges du projet | AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664 ou spécification aérospatiale du client |
| Voie de fusion | En fonction des spécifications | Souvent, le procédé VIM associé au procédé VAR ou à une autre méthode de refusion contrôlée |
| Contrôle par ultrasons | De série ou en option | Souvent obligatoire avec une classe d'acceptation définie |
| Traçabilité | Traçabilité des numéros de chauffe | Traçabilité complète par lot, processus et, parfois, par usine d'origine |
| Essais | Propriétés chimiques et mécaniques standard | Documentation approfondie sur les propriétés mécaniques, la granulométrie, la macrostructure, les essais par ultrasons et les procédés |
L'utilisation d'un matériau de qualité aérospatiale peut ne présenter aucun avantage commercial concret pour un arbre industriel non critique si la norme ASTM B637 répond pleinement aux exigences de conception. En revanche, le remplacement d'un composant d'avion ou de turbine conforme aux spécifications AMS par une barre commerciale peut entraîner son rejet et constituer un risque grave pour la qualité.
La transformation à valeur ajoutée peut représenter une part importante du prix final des barres en Inconel 718. Les acheteurs doivent distinguer le prix de la matière première des frais liés à la découpe, à l'usinage, au traitement thermique, au meulage et aux essais.
Les finitions disponibles peuvent inclure : laminé à chaud noir, décalaminé, décapé, pelé, tourné grossièrement, poli ou rectifié sans centre. Chaque opération de finition supplémentaire entraîne un enlèvement de matière, allonge la durée d'usinage et réduit le rendement en pièces finies.
La tolérance standard de fraisage constitue généralement l'option la plus économique. Les tolérances de diamètre serrées, telles que h9, h8, h7, ou les limites spécifiques au client, peuvent nécessiter un ébarbage, un tournage, un étirage à froid ou une rectification de précision.
Les arbres longs peuvent nécessiter un contrôle de la rectitude par mètre. Les tiges de précision peuvent également nécessiter des limites en matière d'ovalité, de circularité et de rugosité de surface. Ces exigences doivent être précisées chiffrées dans l'appel d'offres.
Les frais de découpe comprennent le temps de sciage, l'usure de la lame, la perte due au trait de scie, la mesure de la longueur, l'ébavurage, l'apposition de l'étiquette d'identification et le reconditionnement. Plusieurs ébauches courtes ont généralement un prix effectif au kilogramme plus élevé que les barres de longueur standard.
L'alliage 718 traité par solution est plus facile à usiner que l'alliage 718 vieilli, mais il subit tout de même un durcissement par déformation et génère une chaleur de coupe considérable. L'usinage d'une barre vieillie nécessite un équipement rigide, des outils en carbure bien affûtés, une vitesse de coupe contrôlée, une avance stable et un refroidissement efficace.
La fourniture standard comprend généralement un certificat MTC. D'autres exigences peuvent inclure un certificat PMI, un contrôle par ultrasons (UT), un essai de dureté, un essai de traction, un essai de rupture sous contrainte, un examen de la taille des grains, un contrôle de la macrostructure, une évaluation de la microstructure ou une inspection par un organisme tiers.
| Exigence | Option moins coûteuse | Option plus coûteuse |
|---|---|---|
| État de la surface | Laminé à chaud ou décalaminé | Décapés, polis ou rectifiés avec précision |
| Tolérance de diamètre | Tolérance standard de l'usine | h9, h8, h7 ou une tolérance spécifique au dessin |
| Longueur | Longueur aléatoire ou longueur totale de la barre | Plusieurs longueurs fixes avec une tolérance serrée |
| Embouts de guidon | Coupe à la scie standard | Rectifiés, chanfreinés, ébavurés ou usinés |
| Traitement thermique | État après traitement en solution | Traité par solution, vieilli, testé et corrigé dimensionnellement |
| L'inspection | Contrôle MTC standard et contrôle dimensionnel | UT, granulométrie, macrostructure, essais mécaniques et contrôle par un organisme tiers |
Le volume de la commande influe sur la répartition des coûts de découpe, de contrôle, de certification, d'emballage et des frais administratifs. Les petites commandes peuvent entraîner un prix unitaire élevé, même lorsqu'elles sont découpées à partir du stock.
Les barres entières ou les lots de quantité standard bénéficient généralement d'un meilleur prix unitaire que les pièces prototypes. Les quantités plus importantes permettent aux fournisseurs de répartir les coûts de traitement et de documentation sur un plus grand nombre de kilogrammes.
Toutefois, une commande importante dépassant le niveau actuel des stocks pourrait nécessiter une nouvelle production. Le prix de cette nouvelle production pourrait différer de celui des stocks existants en raison des coûts actuels des matières premières et des frais de transformation en usine.
Un actionnaire peut fournir une petite quantité. Une usine de production peut avoir besoin d'une billette complète, d'un lot de laminage ou d'un lot de forgeage. La production sur mesure de qualité aérospatiale peut être soumise à une quantité minimale de commande (MOQ) nettement plus élevée en raison des exigences liées à la fusion, à la refusion, à la qualification et aux essais.
Les produits en stock garantissent les délais de livraison les plus courts. La fabrication à la commande peut inclure la planification de la fusion, la refusion, la transformation des billettes, le forgeage, le traitement thermique, le contrôle par ultrasons, les essais en laboratoire, la validation des certificats et le transport international.
Une livraison urgente peut nécessiter une production prioritaire, un traitement thermique sous-traité, des heures supplémentaires pour les contrôles, une validation accélérée des documents ou un transport aérien. Ces coûts peuvent dépasser la différence entre deux devis de matériaux.
Les cours du nickel, du chrome, du molybdène, du niobium et du titane ont une incidence sur le coût de remplacement de l'alliage 718. Les fournisseurs peuvent limiter la durée de validité de leurs devis lorsque les marchés des matières premières sont volatils. Une longue période de validité à prix fixe peut inclure une marge de sécurité supplémentaire.
| Facteur commercial | Situation économique plus favorable | Situation où les coûts sont plus élevés |
|---|---|---|
| Quantité | Barres entières ou lots de production standard | Échantillons, prototypes ou quelques petites pièces |
| MOQ | Du matériel de base adapté est disponible | Un nouveau lot de produits d'usinage, de forgeage ou destinés à l'aérospatiale est nécessaire |
| Délai d'exécution | Traitement standard et transport maritime | Production prioritaire et expédition par avion |
| Marché des matières premières | Prix stables des éléments d'alliage | Des prix en forte hausse ou instables |
| Validité des prix | Durée de validité limitée, liée aux stocks actuels | Validité fixe de longue durée nécessitant une couverture du risque fournisseur |
L'Inconel 718, l'Inconel 625 et l'Inconel X-750 sont tous des alliages de nickel, mais ils répondent à des priorités différentes en matière de performances. Leurs prix se chevauchent, car l'état, les spécifications, le diamètre et la certification peuvent être plus déterminants que la simple désignation de l'alliage.
| Alliage | Prix standard du bar prévu au budget | Principale cause des coûts | Direction principale de la performance |
|---|---|---|---|
| Inconel 625 | Entre 30 et 60 dollars américains le kilo environ | Teneur élevée en nickel, chrome, molybdène et niobium | Eau de mer, chlorures, corrosion chimique, installations offshore et équipements soudés |
| Inconel 718 | Entre 32 et 70 dollars américains le kilo environ | Composition chimique à haut teneur en niobium pour l'acier durcissable par précipitation et exigences en matière de traitement thermique | Pièces à haute résistance, résistantes à la fatigue et au fluage, destinées à l'aérospatiale, aux turbines, aux éléments de fixation et aux champs pétroliers |
| Inconel X-750 | Entre 38 et 75 dollars américains le kilo environ | Teneur élevée en nickel, exigences en matière de durcissement par vieillissement et disponibilité réduite pour certaines dimensions | Ressorts, boulons, pièces de turbine et composants résistants à la relaxation destinés à des températures élevées |
Les prix des barres d'alliage 718 et d'alliage 625 de qualité commerciale se chevauchent souvent. L'Inconel 625 contient davantage de molybdène, mais ne nécessite généralement pas de durcissement par précipitation pour atteindre sa résistance standard. L'Inconel 718 nécessite un traitement de mise en solution et un vieillissement contrôlés, mais il est largement produit et stocké.
L'Inconel 718 de qualité aérospatiale coûte généralement plus cher que l'Inconel 625 industriel standard en raison de la fusion sous vide, de la refusion, de la certification AMS, des contrôles par ultrasons, du contrôle de la taille des grains et des essais mécaniques.
L'Inconel 625 est généralement choisi lorsque l'eau de mer, les chlorures, la corrosion par piqûres, la corrosion interstitielle ou des milieux chimiques agressifs constituent les principaux facteurs à prendre en compte. L'Inconel 718 est généralement choisi lorsque la limite d'élasticité, la résistance à la traction, la résistance à la fatigue et la résistance au fluage sont les principales exigences.
Les prix de l'Inconel 718 et du X-750 peuvent également se chevaucher. Le X-750 peut coûter plus cher dans les dimensions peu courantes, car il est moins largement disponible en stock. Les barres d'Inconel 718 destinées à l'aérospatiale peuvent coûter plus cher lorsque des exigences strictes en matière de normes AMS, de coulée, de contrôle par ultrasons et de traçabilité s'appliquent.
L'Inconel 718 offre généralement une résistance mécanique supérieure dans de nombreuses applications à des températures comprises entre environ 650 °C et 704 °C. Le X-750 est largement utilisé pour la fabrication de ressorts, de boulons et de composants destinés à fonctionner à haute température et nécessitant une résistance à la relaxation des contraintes et à l'oxydation.
Le choix de l'Inconel 625 pour une fixation de turbine soumise à de fortes contraintes peut ne pas offrir la résistance requise. Le choix de l'Inconel 718 de qualité aérospatiale pour un simple arbre en contact avec l'eau de mer peut entraîner un surcoût sans offrir l'avantage le plus pertinent en matière de résistance à la corrosion. Le choix du matériau doit tenir compte de la température, des contraintes appliquées, des cycles de fatigue, du milieu corrosif, de la durée d'exposition, du procédé de fabrication et des normes de conception.
Combien coûte une barre en alliage Inconel 718 au kilogramme ?
Le prix d'une barre d'Inconel 718 standard destinée au marché commercial se situe généralement entre 32 et 70 USD le kg. Les barres forgées, étirées à froid, rectifiées avec précision, durcies par vieillissement, de qualité aérospatiale, ayant subi des essais spécifiques ou commandées en petites quantités peuvent coûter entre 45 et 125 USD le kg, voire davantage. Le prix final dépend du diamètre, de la quantité, des spécifications, du procédé de fusion, du traitement thermique, des tolérances, de l'état de surface, des contrôles, de la disponibilité des stocks et des conditions de livraison.
Pourquoi l'Inconel 718 de qualité aérospatiale est-il plus cher ?
L'Inconel 718 de qualité aérospatiale peut nécessiter une fusion par induction sous vide, une refusion à l'arc sous vide, un forgeage contrôlé, un traitement thermique rigoureux, un contrôle de la taille des grains, une inspection par ultrasons, des essais mécaniques, une certification d'origine de l'usine, des sources de fabrication agréées et une traçabilité complète des lots. Ces exigences augmentent les coûts de production et d’inspection, le risque de rejet et les délais de livraison par rapport aux barres ordinaires de qualité commerciale.
Quelle est la solution la moins chère : une barre en Inconel 718 traitée par solution ou durcie par vieillissement ?
Les barres en Inconel 718 traitées par mise en solution ont généralement un prix initial plus bas et sont plus faciles à usiner. Les barres durcies par vieillissement coûtent plus cher car elles nécessitent des cycles de four supplémentaires, un contrôle de la dureté et une vérification des propriétés mécaniques. Cependant, le matériau traité par mise en solution doit tout de même subir un vieillissement final après l'usinage ; les acheteurs doivent donc comparer le coût total du composant, y compris le traitement thermique, la correction dimensionnelle, les essais et l'usinage de finition, plutôt que de se limiter à comparer uniquement le prix initial de la barre.
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