La barre Nimonic 80A est une barre en alliage nickel-chrome durcissable par vieillissement, conçue pour une résistance à haute température, une résistance au fluage, une résistance à l'oxydation et une performance fiable en service dynamique à chaud. Il est communément identifié comme UNS N07080, Alloy 80A, W.Nr. 2.4952, W.Nr. 2.4631, et NiCr20TiAl. Les propriétés matérielles de la barre Nimonic 80A sont principalement contrôlées par sa base nickel-chrome, le renforcement par précipitation du titane et de l'aluminium, le comportement du carbure contrôlé par le carbone et les conditions de traitement thermique appropriées. Pour les ingénieurs et les acheteurs, les propriétés matérielles de la barre Nimonic 80A doivent être examinées à partir de la composition chimique, de la densité, de la plage de fusion, de la dilatation thermique, de la résistance à la traction, de la limite d'élasticité, de l'allongement, de la dureté, de la réaction au durcissement par vieillissement, de la température de service, de la résistance à l'oxydation, de la résistance au fluage, de l'usinabilité, de la formabilité, du comportement au soudage et des exigences de l'application finale.
La barre Nimonic 80A est utilisée là où l'acier inoxydable ordinaire, l'acier au carbone et de nombreux alliages de nickel généraux ne peuvent pas maintenir une résistance suffisante à des températures élevées. Il ne s'agit pas seulement d'un alliage de nickel résistant à la corrosion, mais aussi d'un alliage durcissable à haute température, conçu pour les composants soumis à la chaleur, aux contraintes, aux vibrations, à l'oxydation et aux charges à long terme.
La principale propriété matérielle de la Nimonic 80A bar est sa capacité à conserver une résistance mécanique utile à haute température. C'est pourquoi il est largement utilisé pour les composants de turbines à gaz, les fixations à haute température, les ressorts, les anneaux, les disques, les soupapes d'échappement, les supports de tubes de chaudières nucléaires et d'autres pièces en service à chaud. Sous forme de barres, il est souvent usiné en boulons, goujons, arbres, axes, tiges, anneaux, pièces de vannes et composants liés aux ressorts.
| Catégorie de biens | Performance des barres Nimonic 80A | Sens pratique |
|---|---|---|
| Type d'alliage | Alliage nickel-chrome durcissable par vieillissement | Convient aux applications de résistance à haute température |
| Principaux éléments de renforcement | Titane, aluminium et carbone | Crée un durcissement par précipitation et une résistance au fluage |
| Densité | Environ 8,19 g/cm³ | Utilisé pour le calcul du poids des barres et de la cotation |
| Plage de fusion | Environ 1320-1365°C | Utile pour la référence en matière de traitement thermique |
| Direction du service | Résistance à haute température jusqu'à environ 815°C dans les applications appropriées | Utilisé pour les turbines, les ressorts, les attaches et les pièces à chaud |
| Traitement thermique | Solution treatment plus aging | Contrôle la résistance finale, la dureté et la résistance au fluage |
La barre Nimonic 80A est communément identifiée comme UNS N07080. Cette désignation est importante car de nombreux alliages haute température à base de nickel ont des noms similaires et un aspect similaire sous forme de barres. Les barres de Nimonic 80A, Nimonic 90, Nimonic 75, Inconel X-750, Inconel 718 et d'autres superalliages peuvent toutes se ressembler avant l'usinage, mais leurs propriétés matérielles et leurs exigences en matière de traitement thermique sont différentes.
Pour les achats internationaux, le grade doit être écrit clairement comme Nimonic 80A / Alloy 80A / UNS N07080. Si des numéros de matériaux européens sont requis, W.Nr. 2.4952 ou W.Nr. 2.4631 peuvent également figurer sur le dessin ou le certificat. La désignation NiCr20TiAl peut être utilisée pour décrire son type d'alliage nickel-chrome-titane-aluminium.
| Elément d'identification | Référence de la barre Nimonic 80A |
|---|---|
| Nom commun | Nimonic 80A / Alliage 80A |
| Numéro UNS | UNS N07080 |
| Numéro Werkstoff | 2.4952 / 2.4631 |
| Désignation du style EN | NiCr20TiAl |
| Référence de la spécification commune | ASTM B637, BS HR 1, BS HR 601, BS 3076 NA 20, en fonction du produit et du projet |
| Principales formes de produits | Barres rondes, barres plates, barres hexagonales, pièces forgées, fils, plaques, tôles, profilés extrudés |
L'identification correcte de la nuance est importante car Nimonic 80A est généralement choisi pour les pièces où la température et la contrainte sont présentes. Si le mauvais alliage de nickel est fourni, la pièce peut ne pas répondre aux exigences de résistance à la traction, au fluage, à l'oxydation, à la dureté ou au traitement thermique. Le CTM doit clairement indiquer la nuance, le numéro UNS, l'indice de chaleur, la composition chimique, les propriétés mécaniques, les conditions de traitement thermique et la norme applicable.
Les propriétés des barres Nimonic 80A découlent directement de leur composition chimique. Il s'agit principalement d'un alliage nickel-chrome renforcé par du titane, de l'aluminium et du carbone. Le chrome améliore la résistance à l'oxydation, le titane et l'aluminium forment des précipités durcissant avec l'âge, et le carbone contribue au comportement du carbure et aux performances à haute température.
| Élément | Gamme / Limite typique | Fonction dans la barre Nimonic 80A |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Équilibre | Matrice de base pour une stabilité à haute température et une résistance à la corrosion |
| Chrome (Cr) | 18.0% - 21.0% | Améliore la résistance à l'oxydation et la performance des gaz chauds |
| Titane (Ti) | 1.80% - 2.70% | Principal élément de durcissement par précipitation |
| Aluminium (Al) | 1,00% - 1,80% | Fonctionne avec le titane pour le durcissement par vieillissement |
| Carbone (C) | 0,04% - 0,10% | Favorise le comportement du carbure et la résistance à haute température |
| Fer (Fe) | 3.00% max | Élément résiduel contrôlé |
| Cobalt (Co) | 2,00% max | Élément mineur contrôlé |
| Manganèse (Mn) | 1,00% max | Élément contrôlé lié à la transformation |
| Silicium (Si) | 1,00% max | Éléments résiduels et liés à la désoxydation contrôlés |
| Cuivre (Cu) | 0,20% max | Élément résiduel contrôlé |
| Soufre (S) | 0,015% max | Maintenu à un niveau bas pour l'ouvrabilité à chaud et la qualité |
| Bore (B) | 0,008% max | Oligo-élément affectant le comportement des joints de grains à haute température |
Le nickel constitue la matrice de base stable. Le chrome aide l'alliage à résister à l'oxydation et à l'écaillage. Le titane et l'aluminium rendent l'alliage durcissable par vieillissement, de sorte que la barre peut développer une résistance élevée après traitement thermique. Le carbone et les oligo-éléments influencent le comportement des joints de grains, la résistance au fluage et l'aptitude à l'usinage à chaud. C'est pourquoi il convient de vérifier soigneusement la composition chimique avant d'utiliser des barres en Nimonic 80A dans des applications à haute température.
Les propriétés physiques des barres Nimonic 80A sont importantes pour le calcul du poids, la conception thermique, la planification de l'usinage, le traitement thermique et la conception de composants à haute température. Les acheteurs prêtent souvent attention à la densité, car les barres en alliage de nickel sont généralement vendues au poids. Les ingénieurs peuvent également examiner la plage de fusion, la dilatation thermique, la conductivité thermique et la résistivité électrique lors de la conception de composants à chaud.
| Propriété physique | Valeur typique | Sens pratique |
|---|---|---|
| Densité | Environ 8,19 g/cm³ | Utilisé pour le calcul du poids, du devis et de l'expédition |
| Plage de fusion | Environ 1320-1365°C | Utile pour le traitement thermique et la référence à l'exposition à la chaleur |
| Perméabilité magnétique | Environ 1,0006 | Utile pour les applications sensibles au comportement magnétique |
| Capacité thermique spécifique à 20°C | Environ 448 J/kg-K | Utile pour le calcul thermique |
| Conductivité thermique à 20°C | Environ 11,2 W/m-K | Important pour le transfert de chaleur et la conception du gradient de température |
Pour les acheteurs, la densité est particulièrement utile car elle permet d'estimer le poids théorique. Par exemple, une barre ronde Nimonic 80A de grand diamètre peut devenir très chère parce que la valeur de l'alliage et le poids total sont élevés. Pour les ingénieurs, la dilatation thermique et la conductivité thermique sont importantes lorsque la barre Nimonic 80A est utilisée pour des anneaux, des attaches, des tiges ou des composants assemblés avec d'autres alliages à des températures élevées.
La densité de la barre Nimonic 80A est d'environ 8,19 g/cm³. Cette valeur est légèrement inférieure à celle de certains alliages de nickel-cobalt plus lourds, mais reste nettement supérieure à celle de l'acier au carbone ou des alliages d'aluminium. Elle est utilisée pour calculer le poids théorique des barres rondes, les frais de transport, le poids des pièces brutes d'usinage et la consommation de matériaux.
Pour les commandes de barres rondes, le poids dépend du diamètre, de la longueur et de la densité. Même une petite augmentation du diamètre peut accroître de manière significative le poids total. Ceci est important pour les devis de barres Nimonic 80A, car le coût du superalliage à base de nickel est élevé.
La plage de fusion de Nimonic 80A est d'environ 1320-1365°C. Cela ne signifie pas que l'alliage peut être utilisé en continu à proximité de son intervalle de fusion. La température de service est beaucoup plus basse et dépend de la charge mécanique, de l'exigence de fluage, de l'état d'oxydation, du traitement thermique et de la conception du composant.
Le coefficient de dilatation thermique de Nimonic 80A augmente avec la température. Cela signifie que les assemblages à haute température doivent tenir compte des différences de dilatation entre Nimonic 80A et d'autres matériaux. Dans les fixations, les bagues, les arbres et les assemblages à chaud, la dilatation thermique peut affecter la précharge, le jeu, l'étanchéité et la stabilité dimensionnelle.
| Référence de température | Tendance typique de la dilatation thermique | Signification du design |
|---|---|---|
| 20°C à 100°C | Environ 12,7 μm/m-K | Référence de dilatation thermique à basse température |
| 20°C à 400°C | Environ 14,1 μm/m-K | Utile pour les assemblages à température modérée |
| 20°C à 700°C | Environ 15,5 μm/m-K | Important pour les fixations chaudes et le matériel de turbine |
| 20°C à 800°C | Environ 16,2 μm/m-K | Pertinent pour la conception à haute température à proximité de la plage de service commune |
Les propriétés mécaniques des barres de Nimonic 80A dépendent fortement de la forme du produit, du diamètre, de la voie de fusion, du processus de travail à chaud, des conditions de traitement thermique et de la température d'essai. Une barre traitée par mise en solution et une barre entièrement vieillie peuvent présenter des propriétés mécaniques très différentes. Par conséquent, les acheteurs ne doivent pas évaluer les barres Nimonic 80A uniquement sur la base de tableaux de propriétés générales ; le CTM réel et la norme requise doivent être examinés.
La barre Nimonic 80A présente une résistance élevée à la traction, une bonne limite d'élasticité, une bonne ductilité et une bonne résistance au fluage et à la rupture après un traitement thermique approprié. Il n'est pas choisi parce qu'il est facile à usiner ou peu coûteux. Il est choisi parce qu'il peut conserver sa résistance en service à chaud, là où les alliages ordinaires perdent leur capacité de charge.
| Propriété mécanique | Performance générale | Sens pratique |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Élevée après un traitement de vieillissement adéquat | Important pour les fixations, les anneaux, les tiges et les pièces de turbines |
| Limite d'élasticité | Haute résistance à la déformation permanente | Important pour les composants chargés de la section chaude |
| Élongation | Dépend du traitement thermique et de la forme du produit | Fait preuve de ductilité et de fiabilité de fabrication |
| Dureté | Élevée à l'état entièrement traité thermiquement | Affecte l'usinage et le comportement à l'usure |
| Résistance au fluage | Bonne résistance aux températures élevées | Important pour la charge à long terme sous la chaleur |
| Propriétés de rupture sous contrainte | Propriété de conception importante pour les composants chauds | Doit être vérifié lorsque la spécification l'exige |
Le Nimonic 80A est souvent utilisé dans des applications critiques. La résistance à la traction, la limite d'élasticité, l'allongement, la dureté et le traitement thermique doivent être confirmés par le CTM. Si la pièce est utilisée dans l'aérospatiale, les turbines, le nucléaire ou les fixations à haute température, une vérification supplémentaire des propriétés de rupture sous contrainte ou de fluage peut être nécessaire.
La résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'allongement sont les propriétés mécaniques les plus couramment examinées pour les barres Nimonic 80A. Ces valeurs décrivent le comportement de la barre sous charge, mais elles doivent toujours être liées à l'état et à la température. Nimonic 80A est conçu pour conserver une résistance utile à des températures élevées, de sorte que les valeurs de résistance à la traction à température ambiante ne peuvent à elles seules décrire pleinement ses performances.
| Propriété | Direction de la performance typique | Notes à l'attention des acheteurs |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Haute résistance après vieillissement | Contrôle selon ASTM B637, BS HR ou les spécifications du client |
| 0,2% Résistance à l'épreuve / limite d'élasticité | Haute résistance à la déformation après traitement thermique | Important pour les boulons, les goujons, les ressorts, les anneaux et les arbres |
| Élongation | Modéré à bon selon l'état | Important pour la fiabilité de l'usinage, du formage et de l'assemblage |
| Réduction de la surface | Peut être nécessaire pour des spécifications critiques | Utile pour l'évaluation de la ductilité |
À mesure que la température augmente, la limite d'élasticité et la résistance à la traction diminuent généralement, tandis que le comportement de fluage et de rupture sous contrainte devient plus important. C'est pourquoi le choix d'un alliage haute température ne doit pas être basé uniquement sur la résistance à température ambiante. Pour les composants fonctionnant à des températures proches de 650°C, 700°C ou 815°C, le concepteur doit tenir compte des contraintes à long terme, de la déformation par fluage, de l'oxydation et du comportement de relaxation.
La dureté est une propriété importante pour les barres de Nimonic 80A car elle reflète les conditions de traitement thermique et affecte la difficulté d'usinage. À l'état entièrement traité thermiquement, Nimonic 80A peut avoir une dureté d'environ 250-350 HV. Ce niveau de dureté offre une bonne résistance à haute température, mais rend l'usinage plus difficile.
Le Nimonic 80A doit généralement être usiné à l'état entièrement traité thermiquement lorsque la pratique recommandée l'exige. Le matériau étant relativement dur dans cet état, il est important de disposer de machines rigides, d'outils tranchants, d'une vitesse de coupe contrôlée, d'une avance stable et d'une quantité suffisante de liquide de refroidissement. Si l'outil frotte au lieu de couper, l'écrouissage et l'usure de l'outil peuvent augmenter rapidement.
Pour les attaches, les ressorts, les bagues et les pièces liées aux turbines, la dureté n'est pas seulement une question d'usinage. Elle indique également si le traitement thermique a produit la résistance voulue. Si la dureté est trop faible, il se peut que la barre n'ait pas développé une résistance suffisante au vieillissement. Si la dureté est trop élevée, la ductilité et le comportement à l'usinage doivent être revus.
| Condition | Comportement général en matière de dureté | Sens pratique |
|---|---|---|
| Solution traitée | Résistance inférieure à l'état vieilli | Peut être plus facile pour le formage ou la transformation intermédiaire |
| Durci par l'âge | Dureté et résistance accrues | Souvent utilisé pour l'état final du service |
| Entièrement traité thermiquement | Souvent autour de 250-350 HV | Nécessite des techniques d'usinage plus strictes |
| Usiné à froid et vieilli | Peut augmenter la résistance mais peut affecter le comportement de fluage | Ne doit être utilisé que lorsque cela est spécifié |
Le durcissement par vieillissement est l'une des propriétés les plus importantes de la barre Nimonic 80A. L'alliage est renforcé principalement par le durcissement par précipitation des ajouts de titane et d'aluminium. Après traitement en solution et vieillissement, des précipités de renforcement se forment dans la matrice de nickel et améliorent la résistance à température ambiante et élevée.
Un traitement thermique couramment référencé pour les barres extrudées en Nimonic 80A est le traitement en solution à environ 1080°C pendant 8 heures suivi d'un refroidissement à l'air, puis le vieillissement à environ 700°C pendant 16 heures suivi d'un refroidissement à l'air. Pour certains étirements à froid ou certaines conditions spéciales, un traitement stabilisateur supplémentaire peut être utilisé. Le traitement thermique final doit toujours être conforme à la norme requise ou au dessin du client.
| Étape du traitement thermique | Condition de référence commune | Objectif |
|---|---|---|
| Traitement des solutions | 1080°C pendant 8 heures, refroidissement à l'air | Dissolution des éléments de renforcement et préparation de la matrice |
| Traitement du vieillissement | 700°C pendant 16 heures, refroidissement à l'air | Développe le durcissement par précipitation et la résistance finale |
| Traitement stabilisateur | Peut être utilisé dans certaines conditions d'étirement à froid | Contrôle de la structure en fonction des exigences spécifiques de la propriété |
Pour les barres de Nimonic 80A, une chimie correcte ne suffit pas. Si le traitement thermique est incorrect, le matériau peut ne pas atteindre la résistance à la traction, la dureté, la résistance au fluage ou les propriétés de rupture sous contrainte attendues. Les acheteurs doivent vérifier si la barre est livrée traitée en solution, vieillie, entièrement traitée thermiquement, travaillée à froid et vieillie, ou dans un autre état spécifié par le client.
La barre Nimonic 80A est conçue pour fonctionner à haute température jusqu'à environ 815°C dans des applications appropriées. Cette référence de température ne signifie pas que toutes les pièces en Nimonic 80A peuvent fonctionner à 815°C sous n'importe quelle charge. La limite de service réelle dépend du niveau de contrainte, de la durée d'exposition, de l'état d'oxydation, de la conception du composant, du facteur de sécurité et de l'état du traitement thermique.
La résistance à haute température de Nimonic 80A provient de sa matrice nickel-chrome et du renforcement par précipitation du titane-aluminium. Cette combinaison permet à l'alliage de conserver sa résistance mieux que de nombreux aciers inoxydables et alliages de nickel non durcissables à des températures élevées.
Une pièce travaillant à 815°C sous faible contrainte est différente d'un élément de fixation fortement chargé travaillant à la même température. Le fluage, la relaxation des contraintes et l'oxydation deviennent plus importants à mesure que la température et la durée augmentent. Pour les fixations et les ressorts chauds, la résistance à la relaxation peut être aussi importante que la résistance à la traction.
| Facteur de service | Effet sur la sélection des barres Nimonic 80A |
|---|---|
| Température | Une température plus élevée augmente les problèmes de fluage, d'oxydation et de relaxation. |
| Niveau de stress | Une contrainte plus élevée exige une plus grande résistance au fluage et à la rupture. |
| Durée d'exposition | Le service à long terme nécessite une évaluation du fluage et de la rupture sous contrainte. |
| Cyclage thermique | Le chauffage et le refroidissement répétés peuvent affecter l'échelle d'oxydation et le comportement à la fatigue. |
| Traitement thermique | Contrôle la résistance finale et l'équilibre des propriétés |
La barre Nimonic 80A présente une bonne résistance à l'oxydation en raison de sa teneur en chrome. Le chrome contribue à la formation d'une couche d'oxyde protectrice sur la surface de l'alliage lors d'une exposition à haute température. Ceci est important pour les gaz chauds, les turbines, les soupapes d'échappement, la combustion et les fours.
La résistance à l'oxydation permet de protéger la surface de l'alliage contre l'écaillage et la perte de métal. Dans les applications à haute température, l'oxydation peut réduire l'épaisseur de la section, endommager la finition de la surface et créer des points de concentration de contraintes. Nimonic 80A est souvent utilisé lorsque la résistance mécanique et la résistance à l'oxydation sont requises.
Le cycle thermique consiste à chauffer et à refroidir de manière répétée. En service réel, les pièces peuvent ne pas rester à une température constante. Les pièces des turbines à gaz, les soupapes d'échappement, les inserts de moulage sous pression et les fixations chaudes peuvent subir des changements de température fréquents. La couche d'oxyde protectrice doit rester suffisamment stable pour éviter l'écaillage, la fissuration ou l'oxydation accélérée.
L'état de surface, les marques d'usinage, la contamination ferreuse incrustée, les brûlures de meulage et les défauts de surface peuvent influencer la performance de l'oxydation. Pour les composants à haute température, le nettoyage et l'inspection de la surface finale sont importants après l'usinage.
| Facteur d'oxydation | Performances de Nimonic 80A Signification |
|---|---|
| Teneur en chrome | Favorise la formation d'oxydes protecteurs |
| Matrice de nickel | Stabilité de la base à haute température |
| Cyclage thermique | Nécessité d'une échelle de surface stable et d'un bon contrôle de la conception |
| Qualité de surface | Des surfaces propres et lisses améliorent la fiabilité du service |
Les propriétés de résistance au fluage et de rupture sous contrainte sont essentielles pour la sélection du matériau des barres Nimonic 80A. Le fluage est une déformation lente sous contrainte à température élevée. La rupture sous contrainte fait référence à la défaillance après un certain temps sous une contrainte et une température constantes. Ces propriétés sont particulièrement importantes pour les composants des turbines à gaz, les ressorts, les anneaux, les fixations à chaud et les soupapes d'échappement.
À haute température, un composant peut se déformer lentement même si la contrainte appliquée est inférieure à sa limite d'élasticité à température ambiante. C'est pourquoi la résistance au fluage est essentielle pour un service à long terme. Par exemple, un boulon à haute température peut perdre sa force de serrage, un ressort peut se détendre et un anneau peut perdre sa précision dimensionnelle si la résistance au fluage ou à la relaxation est insuffisante.
Le Nimonic 80A résiste au fluage grâce à sa matrice nickel-chrome, au durcissement par précipitation du titane et de l'aluminium, à la microstructure contrôlée par le carbone et à un traitement thermique correct. La structure vieillie permet de ralentir la déformation sous l'effet de la chaleur et des contraintes. Cependant, le travail à froid après le traitement thermique peut affecter les propriétés de résistance au fluage, c'est pourquoi il convient de contrôler soigneusement la voie de traitement.
Pour les applications critiques, le test de rupture sous contrainte peut être exigé par la spécification. Ce test permet de confirmer que le matériau peut survivre à une contrainte et à une température définies pendant une durée déterminée. Les acheteurs ne doivent pas supposer que toutes les barres Nimonic 80A ont la même performance de rupture sous contrainte, à moins que le traitement thermique et les essais ne soient confirmés.
| Propriété | Signification | Là où c'est important |
|---|---|---|
| Résistance au fluage | Résistance à la déformation lente sous l'effet de la chaleur et de la charge | Pièces de turbines, ressorts, fixations à chaud, anneaux |
| Contrainte Résistance à la rupture | Résistance à la rupture après une contrainte de longue durée à la température | Aérospatiale, turbines à gaz, nucléaire, applications de soupapes d'échappement |
| Stress Relaxation Résistance | Capacité à maintenir la charge ou la force de serrage à la température | Boulons, goujons, ressorts, colliers, pièces de support |
| Réponse au vieillissement | Développement de précipités de renforcement | Contrôle des performances finales à haute température |
Les barres Nimonic 80A peuvent être usinées, formées et soudées, mais elles nécessitent un contrôle approprié du processus. Il s'agit d'un alliage de nickel à haute température, qui ne doit donc pas être traité comme l'acier au carbone ou l'acier inoxydable ordinaire. Sa dureté, sa tendance à l'écrouissage et sa structure durcie par l'âge font que l'outillage et le contrôle de la chaleur sont importants.
Le Nimonic 80A est généralement usiné à l'état entièrement traité thermiquement lorsque cela est nécessaire. La dureté élevée de cet état nécessite un équipement rigide, des outils de coupe tranchants, une vitesse de coupe contrôlée, une avance stable et un bon liquide de refroidissement. Le frottement de l'outil doit être évité car il peut augmenter l'écrouissage et l'usure de l'outil.
La formabilité dépend de l'état. Les matériaux traités par mise en solution sont plus faciles à mettre en forme que les matériaux entièrement vieillis. Le travail à froid peut être difficile car l'alliage durcit. Un recuit intermédiaire peut être nécessaire pour les opérations de formage les plus exigeantes. Pour les produits en barres, la plupart des problèmes de formage apparaissent lors de la production d'anneaux, de formes spéciales ou de composants nécessitant une déformation avant le traitement thermique final.
Le Nimonic 80A peut être soudé à l'aide de procédés et de procédures appropriés, mais l'épaisseur, l'apport de chaleur et le traitement thermique après soudage sont importants. Les sections minces peuvent être soudées plus facilement, tandis que les sections plus épaisses peuvent nécessiter plus de soin car des micro-fissures peuvent se produire dans la soudure ou la zone affectée par la chaleur. Le soudage doit être effectué avec un nettoyage, un blindage, une sélection de matériaux d'apport et une planification du traitement thermique appropriés.
| Zone de traitement | Performance de la barre Nimonic 80A | Conseils pratiques |
|---|---|---|
| Usinage | Difficile par rapport à l'acier ordinaire | Utiliser une installation rigide, des outils bien affûtés, une alimentation stable et un liquide de refroidissement. |
| Travail à froid | Le travail durcit rapidement | Utiliser des conditions appropriées et un recuit entre les étapes si nécessaire. |
| Travail à chaud | Possible dans une gamme de températures contrôlées | Le contrôle du processus est important pour éviter les fissures ou une mauvaise structure. |
| Soudage | Possible avec des procédures appropriées | Nettoyer la surface, contrôler l'apport de chaleur, envisager un traitement thermique après soudage |
| Traitement thermique | Essentiel pour les propriétés finales | Confirmer la solution et l'état de vieillissement avant l'usinage ou l'utilisation |
Les barres Nimonic 80A sont sélectionnées en fonction de leurs propriétés matérielles plutôt qu'en fonction de leur nom d'alliage. Elle est utile lorsque le composant final nécessite une combinaison de résistance à haute température, de résistance à l'oxydation, de réaction au durcissement par vieillissement, de résistance au fluage et de résistance à la relaxation des contraintes.
La barre Nimonic 80A peut être utilisée pour les aubes de turbines à gaz, les anneaux, les disques, les fixations et les pièces à chaud connexes, en fonction de la conception et de la spécification. Sa résistance aux températures élevées et à l'oxydation en font un matériau adapté aux environnements thermiques exigeants.
Les boulons, goujons, écrous et tiges filetées fabriqués à partir de barres Nimonic 80A sont utilisés lorsque la force de serrage doit être maintenue à des températures élevées. La relaxation des contraintes et la résistance au fluage sont importantes pour ces applications.
La barre et le fil Nimonic 80A sont utilisés pour les ressorts et les anneaux qui doivent conserver leur résistance à la chaleur. Le durcissement par vieillissement améliore la résistance, tandis que la base nickel-chrome aide à résister à l'oxydation.
Le Nimonic 80A est utilisé pour les soupapes d'échappement des automobiles et les pièces chaudes liées au moteur, car il résiste mieux à la chaleur, à l'oxydation et aux charges mécaniques que les alliages ordinaires.
Le Nimonic 80A peut être choisi pour les supports de tubes de chaudières nucléaires et d'autres pièces industrielles de support de service à chaud. Dans certaines applications nucléaires, sa teneur relativement faible en cobalt par rapport à d'autres superalliages peut être un facteur de sélection important.
| Application | Propriété matérielle requise | Pourquoi la barre Nimonic 80A est-elle utilisée ? |
|---|---|---|
| Anneaux et disques pour turbines à gaz | Résistance aux températures élevées et à l'oxydation | Maintien de la résistance dans les environnements gazeux chauds |
| Fixations haute température | Résistance au fluage et à la relaxation des contraintes | Maintien de la force de serrage à température |
| Ressorts | Rétention de la force et résistance à la relaxation | Adapté à la charge dynamique du service à chaud |
| Soupapes d'échappement | Résistance à l'oxydation et à la fatigue | Fonctionne sous gaz chauds et sous charge cyclique |
| Supports de tubes de chaudières nucléaires | Stabilité à haute température et chimie contrôlée des alliages | Utilisé lorsque la fiabilité du soutien à long terme est requise |
| Inserts et noyaux de moulage sous pression | Résistance à chaud et résistance à la fatigue thermique | Gestion des cycles répétés de chauffage et de refroidissement |
Lorsqu'ils choisissent une barre Nimonic 80A, les acheteurs doivent confirmer la température d'application exacte, le niveau de contrainte, la durée de vie requise, les conditions de traitement thermique, la taille, la tolérance, l'état de surface et les exigences en matière d'inspection. Pour les composants critiques à haute température, le bon de commande doit clairement indiquer la nuance, le numéro UNS, la norme, la condition de traitement thermique, l'exigence MTC et toute exigence d'essai de rupture sous contrainte ou de fluage.
À quoi sert Nimonic 80A ?
Nimonic 80A est utilisé pour les composants de turbines à gaz, les fixations à haute température, les ressorts, les anneaux, les disques, les soupapes d'échappement, les supports de tubes de chaudières nucléaires, les inserts de moulage sous pression, les tiges chaudes, les arbres et d'autres composants nécessitant une résistance à haute température, une résistance à l'oxydation, une résistance au fluage et des propriétés mécaniques durcies par vieillissement. Il est choisi lorsque l'acier inoxydable ordinaire ou l'alliage de nickel général ne peut maintenir une résistance suffisante à la chaleur et aux contraintes.
Quelle est la densité de Nimonic 80A ?
La densité de Nimonic 80A est d'environ 8,19 g/cm³. Cette valeur est importante pour calculer le poids de la barre ronde, le coût du matériau, le poids de l'ébauche d'usinage et le poids de l'expédition. La barre Nimonic 80A étant un produit en alliage de nickel de grande valeur, il est important de calculer avec précision la taille et le poids avant d'établir un devis et de lancer la production.
Quelle température Nimonic 80A peut-il supporter ?
Le Nimonic 80A est conçu pour être utilisé jusqu'à environ 815°C dans des applications appropriées. La limite d'utilisation réelle dépend du niveau de contrainte, du temps d'exposition, de l'environnement d'oxydation, de l'exigence de fluage, des conditions de traitement thermique et de la conception du composant. Pour les pièces fortement sollicitées telles que les ressorts, les attaches, les anneaux et les composants de turbines, la résistance au fluage et la relaxation des contraintes doivent être vérifiées, et pas seulement la température maximale.
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Le coefficient de dilatation thermique de l'Invar 36 est très faible par rapport à la plupart des métaux techniques. A température ambiante, l'Invar 36 a généralement un coefficient de dilatation...
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