Propriétés de Inconel 625
Inconel 625 (alliage 625, UNS N06625, 2.4856) est un alliage à base de nickel avec une bonne résistance et une excellente résistance à la corrosion à des températures élevées. Il s'agit principalement de nickel (au moins 58%) avec du chrome ajouté, ainsi que de plus petites quantités de molybdène, de niobium, de fer, de tantale, de cobalt et de traces de manganèse, de silicium, d'aluminium et de titane.
Inconel 625 a été développé par Inco Corporation (qui fait désormais partie de Special Metals Corporation) dans les années 1960, d'où la marque Inconel. Bien que d'autres fabricants produisent désormais différentes versions de Inconel, la marque Inconel est devenue une marque générique pour la famille des alliages de nickel-chrome. Son développement initial provenait de la nécessité pour les alliages de fonctionner à des températures croissantes dans le processus de production d'énergie (vapeur supercritique), car cela pourrait augmenter l'efficacité thermodynamique de l'équipement. Les applications initiales comprenaient la tuyauterie de vapeur, mais au fil du temps, sa gamme d'applications s'est considérablement élargie pour inclure l'aérospatiale, les échappements de course, les tuyaux d'échappement à gaz industriel, les échangeurs de chaleur, les conduites de carburant et même les composants de roquettes. Alors que les connaissances métallurgiques et les techniques de majuscules se sont améliorées, la composition de l'alliage a été légèrement ajustée. La spécification actuelle a une résistance et une soudabilité plus élevées que la version d'origine, ce qui le rend plus adapté à une utilisation dans les composants de pompe et de vanne dans les centrales à haute température et à haute pression.
Les alliages de nickel sont bien adaptés aux applications à haute température car elles forment une couche d'oxyde passive stable qui empêche l'oxydation supplémentaire du métal. Les ajouts de chrome améliorent la résistance à la corrosion mais ne font pas grand-chose pour améliorer les propriétés mécaniques. Pour l'alliage Inconel 625, les ajouts de niobium et de manganèse améliorent la limite d'élasticité. La limite d'élasticité minimale est de 50 ksi (345 N / mm²) pour les diamètres supérieurs à 4 pouces (100 mm) et 60 kSI (415 N / mm²) pour les diamètres plus petits. Les résistances à la traction minimale sont respectivement de 110 ksi (760 n / mm²) et 120 ksi (830 n / mm²).
Petites quantités de manganèse (généralement<0.5% maximum) provide some solid solution strengthening. From a metallurgical perspective, this means that manganese dissolves with the nickel and chromium but slightly stresses the crystal structure. This is caused by a mismatch in the relative sizes of the atoms that make up the crystal structure. This disturbance impedes the movement of dislocations and other defects in the crystal structure, increasing its strength under load.
Le niobium est également soluble dans les alliages de nickel-chrome, mais est le plus souvent utilisé dans d'autres alliages, tels que Inconel 718, pour fournir des précipitations. Le niobium est un matériau de renforcement. Après avoir vieilli un traitement thermique, le niobium se combine avec le carbone pour former de petites particules de carbure de niobium, ce qui améliore considérablement la limite d'élasticité. Cependant, dans l'alliage Inconel 625, le niobium est utilisé en quantités plus élevées, généralement 3-4%. Il améliore l'effet global de renforcement de la solution solide et améliore les performances de fluage dans des conditions de température élevée et de service longues, mais le traitement du vieillissement n'exerce pas entièrement son effet. Certains clients ont des exigences particulières pour le vieillissement de 625 alliages, c'est-à-dire un traitement du vieillissement supplémentaire et des tests de produits recuits en solution solide, mais ces demandes sont relativement rares.
Bien que l'alliage Inconel 625 ne soit pas aussi fort que Inconel 718 et d'autres alliages résistants aux précipitations, sa limite d'élasticité est comparable à l'acier inoxydable duplex et légèrement inférieur à l'acier inoxydable super duplex. De plus, ses propriétés sont plus stables sur une plage de température plus large. La résistance à l'impact est maintenue à basse température (-196), tandis que les aciers inoxydables du duplex ferritique et austénitique et au-licaire transitent vers une fracture fragile entre le degré -70 et -50. De même, leurs propriétés mécaniques restent assez stables jusqu'à 650 degrés, au-dessus duquel le rendement et les résistances à la traction baissent considérablement. La teneur en nickel garantit une résistance à l'oxydation continue jusqu'à près de 1000 degrés, permettant une utilisation dans des applications non structurelles ou porteuses.
La résistance au fluage et à la fatigue reste bonne jusqu'à 650 degrés, car des processus de précipitation très lents se produisent à cette température ou au-dessus de cette température, ce qui dégrade légèrement les propriétés mécaniques. Le travail à froid peut être utilisé pour augmenter modestement les niveaux de résistance. La fabrication et le soudage sont également très simples, à condition que le bon équipement, la configuration et le processus de soudage soient utilisés.
Bien que principalement utilisé dans les applications où ses propriétés mécaniques sont exploitées sur une large plage de températures, il est également soutenu par son excellente résistance à la corrosion dans une large gamme de milieux. Avec plus de 20% de chrome et jusqu'à 10% de molybdène, l'alliage Inconel 625 a un nombre équivalent de résistance de piqûres (PREN) de 45 ou plus. Cela garantit une excellente résistance aux piqûres et à la corrosion des crevasses. En conséquence, il est bien adapté pour une utilisation dans les environnements d'eau de mer, saumâtre ou des eaux usées et pour la fabrication de composants de navires et d'équipement offshore.
L'industrie de la transformation chimique est également une application courante pour l'alliage Inconel 625. En plus de sa corrosion et de sa résistance à haute température, sa facilité de soudage et de fabrication le rend idéal pour la fabrication d'équipements tels que les échangeurs de chaleur, les vannes et les connecteurs.
L'alliage Inconel 625 répond à NACE MR -1075 (ISO 15156-3) pour les environnements contenant du sulfure d'hydrogène, ou H2S. En conséquence, il est souvent utilisé dans les applications pétrolières et gazières où les puits sont considérés comme «acides» et il existe un risque de fissuration de stress sulfure. La microstructure de la note et la ténacité inhérente sont bien adaptées aux outils, aux tubes de fond et aux cintres.
