alliages de Nickel

Les alliages de Nickel offrent une excellente conbinaison de résistance à la corrosion, dureté, ténacité, stabilité metallurgique, fabricabilité et soudabilité. Enplus, possédent une exceptionnelle résistance à la chaleur, d'où-là une option idéelle pour les applications ayant besoin d'une résistance chimique et dureté à des hautes températures.

Les alliages de Nickel représentent un échelon aditionnel sur les aciers inoxydables conventionnels et les alliages Superausténitiques, en ce qui concerne la résistance à la corrosion par une grande gamme de acides, alcalins et sels. L'une des qualités formidables des alliages de Nickel, c'est sa résistance exceptionnelle à des solutions aqueuses en comprenant des ions d'halure. Dans ces environnements, les alliages de Nickel sont très supérieures aux aciers inoxydables austénitiques, qui sont plus susceptibles d'être attaquées par chlorures et fluorures.

Cette meilleure conduite contre la corrosion des alliages de Nickel n'est pas manifestée seulement en termes d'une inférieure perte de matériel, mais sur une meilleure capacité de résistance envers des attaques localisés, corrosion par piqûre ou fente, attaque intergranulaire et rupture par attaque corrosif. Ces formes d'attaque localisé d'habitude composent la plupart de faillites provoqués par corrosion dans l'industrie.

Les alliages de nickel doivent sa particulière résistance à la corrosion à son inhérente baisse réactivité du nickel envers le fer. Le nickel a un potentiel d'oxydation plus noble en Série EMF, et enplus, de la même façon que les aciers inoxydables, les alliages de nickel à contenu en chrome possèdent la capacité de passiver.

Une avantage supplémentaire du nickel envers le fer est sa capacité d'alliage avec des autres élements sans former des phases de fragilité. En ce sens, les apports les plus communes dans les alliages qui doivent résister la corrosion, consistent en l'incorporation de chrome, molybdène et cuivre.

Les propriétés physiques des alliages de nickel permettent à ce matériel d'être utilisé sur plusieurs applications. On peut las classifier en fonction de ses requêtes:

1. Résistance à la température: Les alliages de nickel-chrome ou alliages de nickel à contenu en chrome supérieur de 15% sont utilisés pour donner résistance à l'oxydation et carburation en températures superieures à 760º C.
2. Résistance à la corrosion: Les alliages de nickel offrent une haute résistance à la corrosion pour une multitude de moyens.
3. Baisse expansion thermique: Le nickel touche profondement la capacité d'expansion thermique du fer, en diminuant cette-ci d'une façon très importante. C'est la raison par laquelle le dessin de projets avec des alliages de nickel apporte une très baisse expansion thermique, ou un rang très uniforme et prévisible d'expansion sur un certain intervalle de températures.
4. Résistance électrique: Beaucoup d'appareils d'instrumentation et d'équipements utilisés pour la mesure et réglement de caracteristiques électriques, sont fabriqués avec des alliages de nickel à cause de la résistance que celles-ci peuvent fournir.
5. Baisse magnetivité: Les alliages de nickel à haut contenu (± 79% Ni, 4-5% Mo, Fe le reste) possèdent une haute permeabilité et baisse saturation d'induction.
6. Mémoire de forme: L'incorporation de titane aux alliages de nickel apporte une très haute shape-memory, et ceux-ci sont les matériaux les plus commercialisés pour ces affaires.

Formes commerciales:

• Nickel pur: Nickel 200/201
• Alliages Nickel-Cuivre: Alloy 400, Alloy K500
• Alliages Nickel-Chrome et Nickel-Chrome-Fer: Alloy 600, X750, Alloy 625, Alloy C22, Alloy C276
• Alliages Fer-Nickel-Chrome: Alloy 800, 800HT
• Alliages d'expansion contrôlée: Alloy 902...

D'habitude, les alliages de nickel sont plus chers que les aciers inoxydables courants. Les comparaisons économiques établies sur le coût originel au lieu de sur une base du cycle de vie, peuvent tromper: par example, alliages de Ni-Cr-Mo peuvent coûter jusqu'à cinq fois plus qu'un acier inox 18Cr-8Ni, et jusqu'à deux fois plus qu'un acier inox superausténitique. Cependant, c'est à cause de l'exceptionnelle résistance à la corrosion des alliages de nickel, que la prime de coût originel d'habitude est récupérée à travers des épargnes à long terme par la haute vie utile de l'équipement, maintenance reduite, et un nombre d'arrêts inferieur.

aciers inoxydables spéciaux - austénitiques et superausténitiques

Les aciers inoxydables spéciaux sont des alliages en base de fer, comprenant chrome, carbone et d'autres élements, principalement nickel, molybdène, manganèse, silicium et titane. Le chrome, qui se trouve dans un pourcentage ne pas inférieur de 10%, l'apporte la propriété d'être beaucoup plus résistant à la corrosion que ce qui serait le fer sans cet alléant. Cette caractéristique est due à la passivation de l'alliage dans un environnement oxydant.

Ces aciers sont largement utilisés sur une très grande variété d'applications industrielles, puisque enplus d'être résistants à la corrosion, ils ont de très bonnes propriétés mécaniques. Sont classés en cinq familles différentes; quatre parmi celles-ci se correspondent aux particulières structures cristallines formées en l'alliage: austénite, ferrite, martensite et duplex (austenite + ferrite); plutôt que la cinquième se correspond avec des alliages endurcites par précipitation, basées plutôt dans le traitement thermique utilisé que dans la structure cristalline.

Les traitements thermiques en aciers inoxydables se réalisent pour produire des changements dans les conditions physiques, propriétés mécaniques, niveau de tensions résiduelles, et restaurer la résistance maximale à la corrosion. D'habitude, dans le même traitement on obtient une résistance satisfaisante à la corrosion, et propriétés mécaniques optimales.

Les aciers austénitiques et superausténitiques possèdent une meilleure résistance à la corrosion que les ferritiques et martensitiques, parce que les carbures de chrome sont décomposés, et le chrome et carbone restent en solution solide par le refroidissement rapide depuis une haute température. Cependant, si on les refroidisse lentement, comme dans les procesus de soudure, entre 870 et 600º C, les carbures de chrome précipitent en bords de grain, en laissant pauvre en chrome la zone voisine du bord, ce qui peut donner lieu au phénomène appelé «corrosion intergranulaire». Ceci peut être solutioné en reduisant au minimum le contenu de C (0.03%), ou ajoutant niobium ou titane; ces élements possédent une plus grande tendance à former des carbures que le chrome, permettant à ce dernier de rester en solution solide dans le fer, et de cette façon, maintenir sa capacité de résistance à la corrosion.

Ce sont des aciers inoxydables à une grande quantité de nickel (4-37%) pour stabiliser l'austénite. Aussi peuvent contenir du molybdène, cuivre, silicium, aluminium, titane et niobium, élements utilisés pour conférer certaines caractéristiques.

Les principales caractéristiques des aciers inoxydables austénitiques et superausténitiques en général sont dues à son structure FCC, qui le transmettent une grande ductilité, conformabilité, ténacité et excéllente résistance à l'impact, soyant des matériaux qui peuvent s'endurcir par travail en froid. Ce n'est pas pour des traitements thermiques, parce que le nickel stabilisse l'austénite à température ambiante.

La résistance à l'oxydation n'est plus supérieur à celle des autres types d'aciers inox par ce qui vient d'être expliqué, ce qui favorise les procesus de soudure, qui peuvent parfaitement se faire; c'est pour ça que ceux-ci sont très employés pour la fabrication d'emballages et de tuyauterie pour l'industrie chimique et petrochimique, où la corrosion est une condition de services déterminante.

D'habitude ces aciers sont non magnétiques, et, en certains cas, quand on les travaille en froid, peuvent l'être. La conformation en froid est un moyen pour ameliorer ses propriétés mécaniques, spécifiquement la limite élastique, relativement baisse par rapport à des autres matériaux. Alors, la réduction en section ou le traitement en froid augmentent la valeur de la limite élastique et la tension de rupture, pendant que la capacité de l'acier à l'allongement diminue.

Duplex-Superduplex

Ce sont des alliages biphasés austéno-ferritiques, dont la limite élastique duplique à celle des aciers austénitiques, tandis que la résistance à la corrosion est similaire. Ça fait possible de supporter des plus grands efforts dans le travail ou bien une baisse de la taille des composants, ce qui implique un important gain de matériel. Les aciers Duplex/ Superduplex possédent une excellente ténacité, superieure à celle des aciers ferritiques.

Titane et exotiques

La combinaison de haute dureté et bas poids, des excellentes propriétés mécaniques et sa résistance à la corrosion, font du titane la meilleure élection pour plusieurs applications critiques.

Aujourd'hui, les alliages de titane sont utilisées en technologies telles que les composants pour moteurs, turbines à gaz, plantes nucléaires, traitement alimentaire, secteur pétrolier, échangeurs de chaleur, industrie marine et prothèses medicales.

Les raisons primordiales pour choisir le titane et ses alliages s'expriment en son extraordinaire résistance à la corrosion, et aussi sa versatile combinaison de basse densité (4.5 g/cm³) et haute dureté. La dureté oscille entre 480 MPa de certains degrés de titane commercial, jusqu'à près de 1.100 MPa en alliages de titane.

Autre importante caractéristique du titane et ses alliages, est la transformation reversible de son structure cristalline depuis alfa (hexagonale compacte) jusqu'à beta (centrée de corps cubique), quand la température depasse certaines limites. Cette conduite alothropique, qui depend du type et concentrations des alliages, permet des complexes variations de sa microstructure, et davantage d'occasions de renforcement que celles qui sont fournies par d'autres alliages non ferriques, comme le cuivre ou l'aluminium.

Le titane offre les suivantes avantages:

• Bonne dureté.
• Résistance à l'érosion et à la corrosion.
• Couche superficielle très fine d'oxyde conducteur.
• Surface dure et plate, qui empêche la adhérence de matériaux étranges.