L’alliage Inconel 600 est réputé pour sa résistance exceptionnelle à la corrosion et diverses autres propriétés chimiques, ce qui le rend adapté à certains des environnements les plus difficiles et les plus exigeants. Cependant, il est particulièrement célèbre pour ses caractéristiques mécaniques, qui contribuent à sa polyvalence dans un large éventail d’applications. Cet article se penche sur ces propriétés et sur la façon dont elles peuvent être influencées par différentes méthodes de traitement.
La force de la combinaison
Les principaux composants de l’alliage Inconel 600 sont le nickel (72 %), le chrome (14 à 17 %) et le fer (6 à 10 %). Cette combinaison unique est cruciale pour ses performances et son adaptabilité impressionnantes. La teneur élevée en nickel de l’alliage maximise ses propriétés inhérentes (ductilité, ténacité et résistance à la corrosion) tout en minimisant la susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte, un problème courant dans les alliages nickel-chrome dans les environnements riches en chlorures. Le chrome améliore la résistance à l’oxydation et l’ajout de fer offre une résistance supplémentaire.
En conséquence, l’alliage Inconel 600 offre d’excellentes performances dans les environnements chauds, oxydants et corrosifs, fonctionnant efficacement à des températures cryogéniques allant jusqu’à 1095°C selon son utilisation et son traitement.
Traction
La résistance à la traction est un facteur critique pour les applications soumises à des contraintes et à une pression élevées. Il indique la contrainte maximale qu’un matériau peut supporter sans défaillance lorsqu’il est étiré, mesurée en kilolivres par pouce carré (ksi). La résistance nominale à la traction de l’alliage Inconel 600 varie de 75 à 220 ksi, avec des variations en fonction de l’état et de la forme de l’alliage. Pour atteindre la résistance à la traction maximale de 220 ksi, l’alliage 600 doit subir un travail à froid important, souvent combiné à un traitement thermique.
Élasticité
La limite d’élasticité est une autre propriété clé. Alors que la résistance à la traction mesure le point de rupture d’un matériau, la limite d’élasticité indique quand il commence à se déformer de façon permanente et ne peut pas reprendre sa forme initiale. L’alliage Inconel 600 est fréquemment recuit pour réduire la dureté, ce qui facilite le formage. Ce processus, qui consiste à chauffer l’alliage à une température spécifique, à le maintenir à cet endroit, puis à le refroidir, améliore également la résistance à la corrosion. À l’état recuit, l’alliage 600 présente une limite d’élasticité modérée de 25 à 50 ksi, bien que cette plage varie en fonction de la forme et de l’état du métal. Le travail à froid lourd peut augmenter considérablement la limite d’élasticité ; par exemple, le fil en alliage 600 peut atteindre des limites d’élasticité de 150 à 210 ksi après étirage à froid et revenu au printemps.
Résistance à la fatigue
La résistance à la fatigue est cruciale pour évaluer la longévité des composants sous charge cyclique. Il reflète la contrainte maximale qu’un matériau peut supporter à travers des cycles répétés avant de subir des dommages au niveau moléculaire, entraînant une fissuration et une défaillance éventuelle. La fatigue est particulièrement préoccupante dans les environnements corrosifs, et il est facile de mal évaluer les cycles nécessaires pour initier ce processus. La fatigue à faible cycle résulte d’un nombre limité de cycles de contrainte inférieure à la limite d’élasticité, tandis que la fatigue à haut cycle résulte de nombreux cycles rapides de contrainte fluctuante. L’alliage Inconel 600 maintient une bonne résistance à la fatigue constante en ce qui concerne la fatigue à faible cycle, quelle que soit la taille des grains ou d’autres propriétés mécaniques. La seule variation de la durée de vie en fatigue se produit avec la fatigue à cycle élevé.
Force d’impact
La résistance aux chocs mesure la capacité d’un matériau à résister aux collisions sans se fissurer ou se déformer. L’alliage Inconel 600 excelle dans ce domaine, avec une résistance aux chocs de 160 à 180 pi-lb par 13 mm d’épaisseur de plaque. Cette résistance aux chocs impressionnante est remarquable pour deux raisons : l’alliage est relativement léger (les composants en alliage 600 peuvent être jusqu’à 40 % plus légers que ceux fabriqués à partir de métaux comparables) et il conserve sa résistance sur une large plage de températures. Contrairement à de nombreux métaux, l’alliage 600 ne devient pas cassant à des températures cryogéniques.
Température de fonctionnement
L’alliage Inconel 600 résiste à la fragilisation à des températures extrêmes, froides et chaudes, et est particulièrement résistant au fluage, un mode de défaillance où les composants métalliques se déforment progressivement au fil du temps avant de tomber en panne. Cependant, des températures très basses peuvent affecter certaines propriétés de l’alliage 600. Par exemple, une tige en alliage 600 étirée à froid peut présenter une réduction de 20 % de la résistance à la traction à des températures cryogéniques, bien que sa résistance aux chocs reste largement inchangée.
Applications
Compte tenu de sa plage de température et de ses propriétés mécaniques remarquables, l’alliage Inconel 600 est fréquemment sélectionné pour les applications à haute température. Ses performances stables contribuent à une durée de vie plus longue et réduisent le risque de défaillance catastrophique, ce qui en fait un choix sûr et rentable. Cette fiabilité est particulièrement précieuse dans les environnements difficiles et critiques pour la sécurité, tels que le traitement chimique, les industries pétrochimiques et le secteur nucléaire. L’alliage Inconel 600 se distingue par sa robustesse et ses applications exigeantes.
