Les alliages à haute température sont des alliages qui peuvent conserver leurs propriétés mécaniques et leur stabilité chimique à des températures allant jusqu'à 1 300 ℃ ou même plus. Ils sont largement utilisés dans l’aérospatiale, les turbines à gaz, les fours à haute température, l’industrie nucléaire et les équipements chimiques à haute température. Avec les exigences croissantes en matière de performances à haute température dans l’industrie moderne, les alliages haute température capables de résister à 1 300 ℃ jouent un rôle crucial dans le domaine de la science des matériaux.
Les alliages à haute température à base de nickel sont les matériaux les plus couramment utilisés dans des environnements résistant à 1 300 ℃, possédant une résistance élevée à haute température, une forte résistance au fluage et une bonne résistance à l'oxydation. Les principales qualités et caractéristiques comprennent :
René 41 : Excellente résistance à haute température et résistance au fluage ; température de fonctionnement maximale jusqu'à 1300 ℃ ; couramment utilisé dans les composants critiques tels que les pales de moteurs d’avion et les disques de turbine.
Inconel 718 : Bien que sa température de fonctionnement courante soit de 650 à 700 ℃, grâce à des traitements de renforcement par solution solide et de renforcement par précipitation, il peut être utilisé dans les aubes de turbine à gaz, les fixations et les composants structurels à haute température dans des conditions de température élevée.
Inconel 625 (N06625) : Excellente résistance à la corrosion et à l'oxydation, adapté aux composants de fours à haute température dans les industries chimiques, aux équipements marins à haute température et aux composants de l'industrie nucléaire.
GH4133, GH99 : alliages à base de nickel à haute température couramment utilisés en Chine, utilisables dans des environnements de 1 200 à 1 300 ℃, couramment utilisés dans les turbines à gaz et les tubes de four à haute température.
Superalliages à base de cobalt : les superalliages à base de cobalt sont largement utilisés dans les domaines à haute température en raison de leur excellente résistance au fluage et de leur stabilité thermique, particulièrement adaptés aux environnements à températures extrêmes.
Série Stellite : excellente résistance à l'usure et à la corrosion, température de fonctionnement jusqu'à 1 100-1 300 ℃, couramment utilisée dans les outils de coupe à haute température, les aubes de turbine et les vannes à haute température.
Alliage Co-28Cr-6Mo : conserve de bonnes propriétés mécaniques à haute température, largement utilisé dans les composants à haute température des moteurs d'avion et les composants structurels clés des turbines à gaz.
Superalliages à base de fer : Les superalliages à base de fer sont relativement peu coûteux et conviennent aux applications à haute température mais pas aux applications extrêmes. Bien que leur tenue en température soit légèrement inférieure aux alliages à base de nickel-cobalt, ils restent compétitifs dans certains secteurs industriels :
HK40 : alliage à base de fer à haute température couramment utilisé en Chine, utilisable en dessous de 1 200 ℃, principalement utilisé dans les chaudières à haute température et les équipements d'échange de chaleur.
GH3039 : un alliage haute température à base de fer avec une bonne résistance à l'oxydation et au fluage, adapté aux tubes de four et aux composants structurels à haute température.
Indicateurs clés de performance des alliages haute température
Lors de la sélection d’alliages haute température résistants jusqu’à 1 300 ℃, les indicateurs de performance suivants doivent être pris en compte :
Résistance au fluage : maintien de la forme et de la résistance sous des charges à haute température à long terme, particulièrement important pour les aubes de turbine et les tubes de four à haute température.
Résistance à l'oxydation et à la corrosion : prévention de l'oxydation, de la corrosion ou des fissures de surface lors d'un fonctionnement à long terme dans des milieux oxydants ou corrosifs.
Stabilité thermique : Maintenir la stabilité structurelle à haute température, en évitant la croissance des grains ou la précipitation de phases fragiles.
Performances d'usinage : bonnes capacités de soudage, de forgeage et d'usinage, facilitant la fabrication de composants structurels complexes.
Applications des alliages haute température 1300℃
Les alliages haute température ont de nombreuses applications dans l'industrie moderne :
Aérospatiale : composants clés à haute température tels que les aubes de turbomachines, les chambres de combustion et les tuyères.
Turbines à gaz : disques de turbine, aubes directrices, roulements à haute température et revêtements de chambre de combustion.
Équipement chimique à haute température : réacteurs à haute température, pipelines, échangeurs de chaleur et tubes de four résistants à la corrosion.
Industrie nucléaire : composants de réacteurs nucléaires à haute température, échangeurs de chaleur et tuyauteries spéciales.
