Nimonic 90/UNS N07090/W. Nr. 2.4632/Alloy 90 bar

La barre Nimonic 90, désignée par UNS N07090 et le numéro de matériau W.Nr. 2.4632, est un superalliage nickel-chrome-cobalt durcissable par précipitation, renforcé par de l'aluminium et du titane. Il s'agit d'une version améliorée de Nimonic 80A, avec l'ajout de cobalt pour améliorer la résistance à haute température et la résistance au fluage. Cette forme de barre est conçue pour un service exigeant à des températures allant jusqu'à environ 920°C (1690°F) et constitue un matériau essentiel pour l'usinage et le forgeage de composants soumis à de fortes contraintes tels que les aubes de turbines, les aubes, les disques et les fixations dans les turbines à gaz aérospatiales et industrielles.

Introduction au Nimonic 90 (alliage 90)

Le Nimonic 90 représente une avancée dans la gamme des alliages Nimonic, offrant des performances supérieures à haute température par rapport au Nimonic 80A. L’ajout de cobalt procure un renforcement significatif par solution solide et améliore la stabilité structurelle de l’alliage en cas d’exposition thermique prolongée. Ces barres offrent un excellent équilibre entre une résistance élevée à la traction et à la rupture par fluage, une bonne résistance à la fatigue et une bonne résistance à l’oxydation. Elles constituent un choix de premier ordre pour les pièces rotatives et statiques situées dans les sections chaudes des turbines à gaz, où la fiabilité dans des conditions extrêmes est primordiale.

Composition chimique de la barre Nimonic 90

Les propriétés améliorées de la barre Nimonic 90 résultent de sa composition optimisée, qui comprend du cobalt pour les performances à haute température. Fournies par Shanghai NC Metal Materials Co, Ltd, ces barres répondent aux spécifications aérospatiales les plus strictes.

Propriétés mécaniques de la barre Nimonic 90 (traitée thermiquement)

Les propriétés mécaniques de la barre Nimonic 90 sont développées par le traitement en solution et le vieillissement, ce qui permet d'obtenir une résistance élevée adaptée aux composants de turbines les plus exigeants.

Valeur typique (condition de vieillissement)

Propriétés physiques de la barre Nimonic 90

Les propriétés physiques de l'alliage 90 correspondent à celles des superalliages à base de nickel de haute performance.

Notes / Condition

Spécifications standard, formes de barres et dimensions disponibles

Shanghai NC Metal Materials Co. Ltd. fournit des barres de Nimonic 90 principalement sous forme de billettes et de barres de forgeage pour des composants aérospatiaux de haute intégrité.

Applications primaires de la barre Nimonic 90

Les composants usinés ou forgés en barre Nimonic 90 sont essentiels dans les parties les plus chaudes et les plus sollicitées des turbines : Turbines à gaz pour l'aérospatiale: Aubes, aubes, disques et joints de turbines à haute pression dans les moteurs à réaction militaires et commerciaux. Turbines à gaz industrielles: Aubes, disques et boulons de turbines pour les unités de production d'énergie terrestres. Fixations à haute température: Boulons, goujons et écrous utilisés dans l'assemblage des turbines et autres structures à haute température. Automobile et course: Roues et composants de turbine de turbocompresseur pour les applications de performance extrême.

Traitement thermique

Le Nimonic 90 nécessite un traitement thermique précis pour développer ses propriétés optimales à haute température : Traitement des solutions: Ce traitement est généralement réalisé à 1 080 °C (1 975 °F), avec un temps de maintien, suivi d'un refroidissement rapide (refroidissement à l'air). Cela permet de dissoudre les éléments à l'origine de la phase γ’ et d'homogénéiser la structure. Traitement du vieillissement: Un processus de vieillissement en deux étapes est souvent utilisé pour obtenir des propriétés optimales, par exemple à 700 °C pendant 16 heures, puis refroidissement à l'air. Cela provoque la précipitation d’une dispersion fine et uniforme de la phase gamma prime (γ’) renforçante. Les barres et les billettes sont souvent fournies à l’état de traitement de mise en solution en vue d’un forgeage ou d’un usinage ultérieur, le vieillissement constituant l’étape finale.

Usinage et fabrication

L'usinage des barres de Nimonic 90 est un défi et il est préférable de le réaliser à l'état recuit de mise en solution avant le vieillissement final. Il s'agit d'un alliage résistant et solide avec un taux d'écrouissage élevé. Un usinage réussi nécessite des machines-outils extrêmement rigides, des outils de coupe en carbure ou en céramique de première qualité, des vitesses de coupe faibles à modérées, des vitesses d'avance constantes et un liquide de refroidissement à haute pression pour contrôler la chaleur et l'écrouissage. L'usinage à l'état complètement vieilli est nettement plus difficile. L'alliage peut être forgé dans une plage de température spécifique (1050-1150°C) mais nécessite un contrôle minutieux.

Caractéristiques du soudage

La soudabilité du Nimonic 90 est limitée. Comme d'autres superalliages durcis par précipitation, il est sensible à la fissuration par déformation et à la fissuration par liqueur dans la zone affectée thermiquement (ZAT). Le soudage, s'il est absolument nécessaire, doit être effectué à l'état recuit de mise en solution en utilisant des métaux d'apport adaptés et en contrôlant strictement l'apport de chaleur et la température d'interpassage. Un traitement thermique complet après soudage (mise en solution + vieillissement) est obligatoire pour restaurer les propriétés, mais il est souvent peu pratique. Pour les composants rotatifs critiques tels que les pales de turbine, le soudage est généralement évité au profit de l'usinage intégral ou du moulage.

Prix de référence et facteurs clés d'achat

Le prix des barres Nimonic 90 de Shanghai NC Metal Materials Co. est fortement influencé par leur teneur élevée en cobalt, ce qui les place dans une catégorie de coût plus élevée que les qualités sans cobalt telles que le Nimonic 80A.