Alliage INCONEL 600

Certains alliages offrent la combinaison parfaite de résistance, de résistance à la corrosion et de maniabilité, ce qui en fait un matériau standard dans un large éventail d’applications. INCONEL alliage 600 est l’un de ces wonder-produit, s’avérant un choix populaire.

De tous les alliages différents, nous portons ici à HTpipe, l’un des produits les plus largement utilisés et polyvalents est l’alliage INCONEL 600. Et pour cause aussi. La combinaison d’une teneur élevée en nickel, chrome et fer signifie qu’il présente une excellente résistance à la corrosion dans une gamme d’environnements, a une bonne résistance à l’impact, et peut être usiné et soudé par des méthodes standard.

L’alliage INCONEL 600 est un matériau très polyvalent. Depuis son introduction dans les années 1930, il s’est avéré être un choix populaire pour un éventail d’industries, y compris la transformation chimique, l’aérospatiale et le nucléaire. Cela est dû à sa résistance à haute température, et la résistance à toutes sortes d’environnements corrosifs.

Résistance à la corrosion

L’une des raisons pour lesquelles l’alliage INCONEL 600 est un matériau standard dans un certain nombre d’industries différentes est grâce à sa résistance supérieure à la corrosion. L’inclusion du chrome (environ 14-17%) dans la composition de l’alliage lui donne une résistance fantastique aux conditions oxydantes à la fois à des températures élevées et dans des solutions corrosives. Le chrome donne également la résistance matérielle aux composés sulfuriques. Le matériau a une teneur en nickel très élevée, ce qui contribue à sa résistance dans la réduction des environnements, ainsi que des solutions alcalines.

La teneur élevée en nickel a un autre avantage très notable pour cet alliage particulier. Un problème commun avec les aciers inoxydables austenitic de chrome-nickel est qu’ils échouent en raison de la fissuration de stress-corrosion quand dans un environnement contenant des chlorures, entre autres conditions. Ces facteurs peuvent inclure le stress, l’eau et l’oxygène dissous.

Lorsque la teneur en nickel des alliages austenitiques est augmentée, cette tendance diminue. Comme INCONEL Alloy 600 a une teneur minimale de nickel de 72%, il est presque entièrement à l’abri de cette fissuration chlorure-ion stress-corrosion. Il y a encore quelques conditions qui peuvent causer la fissuration de stress-corrosion, telles qu’en présence de la température élevée, des alcalies caustiques à haute résistance, mais le traitement approprié de stress-soulagement avant utilisation peut aider à combattre ceci.

La fissuration par corrosion par contrainte peut encore se produire dans les situations où le mercure est présent à des températures plus élevées, mais encore une fois il existe des solutions à ce problème qui impliquent des procédures correctes de soulagement du stress. C’est pourquoi il est si important pour les ingénieurs de conception qui choisissent un matériau pour un projet industriel de savoir quels éléments externes et à quelles températures l’alliage sera exposé, pour s’assurer qu’il est correctement traité pour son application finale prévue.

Caractéristiques mécaniques

En plus de sa résistance à la corrosion et d’autres propriétés chimiques, l’alliage INCONEL 600 a une bonne gamme de caractéristiques mécaniques. Il est possible d’obtenir un large éventail de force, de dureté et de robustesse, selon la façon dont le matériau est traité.

Par exemple, dans son état annelé, l’alliage INCONEL 600 a une puissance de rendement modérée de 25-50 ksi (172-345 MPa) et l’allongement de 55 à 35%. Connaître la spécification exacte du rendement est une considération importante dans le choix d’un matériau à usage industriel. La propriété réelle de force de rendement dépend du traitement, de la forme et de l’état de l’alliage, ainsi ces valeurs ne sont qu’un guide aux spécifications typiques disponibles. Cependant, si l’alliage est fortement froid, sa valeur de propriété peut être sensiblement plus élevée. La force de rendement de l’alliage INCONEL 600 sous forme de fil (diamètre de 1,6-6,4 mm) qui a subi le dessin à froid et la tempérance printanière peut présenter une force de rendement de 150-210 ksi (1035-1450 MPa).

Une autre caractéristique mécanique clé est la résistance tensile du matériau, le stress maximal qu’un matériau peut supporter lorsqu’il est étiré avant de se briser. La résistance nominale à la température ambiante varie de 75 à 170 ksi (520-1170 MPa), mais encore une fois cela dépend de la forme et de l’état du matériau utilisé. Dans les mêmes conditions froides et sous forme de fil comme mentionné ci-dessus, la force de la tensile peut atteindre 170-220 ksi (1170-1520 MPa). Pour les valeurs de force les plus élevées possibles, le travail à froid est nécessaire. Ceci est généralement combiné avec un traitement thermique aussi - que nous regardons plus en détail plus loin.

Alors que l’alliage INCONEL 600 est connu pour ses applications à haute température et ses utilisations finales, il est important de connaître l’effet des conditions plus froides aussi. Par exemple, les propriétés tendues de la tige tirée par le froid à des températures cryogéniques montrent une réduction de 20 %. Cependant, toutes les propriétés mécaniques ne sont pas affectées par des environnements plus froids. L’alliage INCONEL 600 a une bonne force d’impact à température ambiante, mais il conserve pratiquement toute cette force à des températures plus basses aussi. Il n’y a pas de transition difficile à cassante avec une baisse de la température dans les tests.

La résistance à la fatigue est une autre propriété mécanique clé à considérer. Il s’agit du stress maximal qu’un matériel peut supporter sous une charge répétée. Les tests avancés mettent en évidence les variables qui ont le plus d’impact sur la résistance à la fatigue de l’alliage INCONEL 600. Des valeurs de teneur en carbone différentes et des quantités variables de travail chaud/froid n’ont aucun effet apparent sur le comportement cyclique de la souche, par exemple. La taille du grain et les propriétés mécaniques ont un impact sur la résistance à la fatigue du faisceau rotatif à grande vitesse, mais ont peu d’effet sur la résistance à la fatigue à faible cycle.

Compte tenu des fonctions critiques à haute température pour qui l’alliage INCONEL 600 est utilisé, sa valeur de fluage est un autre facteur mécanique clé. Creep est la déformation lente et progressive d’un objet au fil du temps. Des tests mécaniques approfondis montrent que le matériau ne fragilise pas après une longue exposition à des températures élevées. Cela contribue à sa pertinence pour un large éventail d’utilisations et d’applications industrielles.

Applications industrielles

Compte tenu de la polyvalence de cet alliage, l’alliage INCONEL 600 se prête à un large éventail d’applications différentes, en particulier celles où les températures sont significativement élevées. Cela inclut, par exemple, dans les champs de chauffage et de traitement thermique pour les cornichons, les boîtes, les silencieux, les ceintures métalliques, les foyers à rouleaux. L’alliage fonctionne bien dans ces situations grâce à sa résistance susmentionnée à l’oxydation et aux éléments présents dans l’atmosphère du four.

L’alliage est couramment utilisé dans les contenants de nitriding. Nitriding est un traitement thermique durcissant la surface appliqué à l’acier qui fonctionne en dissolvant l’azote à la surface du métal sans risquer de distorsion. Il est utilisé depuis le début du XXe siècle, lorsque le métallurgiste Adolph Machlet a découvert le procédé par accident en 1906. L’alliage INCONEL 600 est utile dans le cadre du système de confinement, car il est résistant à l’azote à haute température.

Une autre industrie où l’intégrité et la performance sont primordiales, est le domaine nucléaire, où les matériaux utilisés sont mis dans des conditions extrêmes impliquant la chaleur, les produits chimiques corrosifs et la haute pression. Cet alliage techniquement avancé est devenu un matériau de construction standard, en particulier dans les systèmes d’eau des réacteurs. Ceci est dû à sa résistance à la corrosion par l’eau de haute pureté, et aucune preuve de chlorure-ion stress-corrosion fissuration dans l’utilisation. Lorsque l’alliage INCONEL 600 est fabriqué pour une utilisation dans le secteur nucléaire, il doit être produit selon des spécifications incroyablement exigeantes et reçoit sa propre désignation, l’alliage INCONEL 600T.

Il est également bien utilisé dans l’industrie chimique, pour des choses comme les tours à bulles, tubes d’évaporateur, radiateurs, feuilles de tube, stills, araignées tube cathodique et plus encore. En raison de sa bonne résistance à la corrosion, il est utile pour l’écaurage des plateaux pour la fabrication de sulfure de sodium, ainsi que l’équipement pour la manipulation de l’acide abietique dans la fabrication de pâte à papier.

Enfin, il peut être employé dans l’industrie électronique, pour des composants comme des araignées de tube de cathode-ray, des grilles de thyratron, des membres de support de tube et des ressorts.

Traitement thermique de l’alliage

L’alliage INCONEL 600 peut être fabriqué par le travail chaud et froid. Alors que le travail à froid durcit et renforce le matériau, en combinant le travail à froid avec le travail à chaud, il est possible de produire diverses propriétés mécaniques.

Le type de traitement thermique utilisé dépend du résultat final nécessaire. Par exemple, un traitement annealing d’environ 1010 °C pendant 15 minutes donnera un matériau souple avec une structure à grain fin, qui est souvent préféré car il donne une meilleure résistance à la corrosion et une résistance plus élevée à la résistance, à la fatigue et à l’impact. Cependant, pour une force maximale de fluage et de rupture, il est préférable de le traiter à 1090°C-1150°C pendant une à deux heures, ce qui dissout les carbures et donne une taille de grain accrue.

C’est juste une preuve de plus de la polyvalence de cet alliage, montrant qu’il peut être adapté, grâce à une exécution experte, pour répondre aux besoins d’un si large éventail d’applications industrielles.