Alliage de nickel 625

Material

Propriétés générales

L’alliage 625 (UNS N06600) est un alliage austénitique de nickel-chrome-molybdène-niobium qui offre une combinaison unique de résistance exceptionnelle à la corrosion et de haute résistance sur une large plage de températures. La résistance de l’alliage 625 est obtenue par durcissement en solution solide de la matrice nickel-chrome par la présence de molybdène et de niobium. Il n’est donc plus nécessaire d’utiliser des traitements de durcissement par précipitation, ce qui simplifie le processus de fabrication. La composition chimique de l’alliage 625 contribue à sa résistance exceptionnelle à la corrosion dans divers environnements d’exploitation sévères. Il présente également une résistance à l’oxydation et à la cémentation à haute température. L’alliage présente une résistance à la corrosion par piqûres, à la corrosion caverneuse, à la corrosion par impact et aux attaques intergranulaires. De plus, il est très résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte par chlorure, ce qui le rend presque immunisé contre cette forme de corrosion.

L’alliage 625, sa résistance exceptionnelle à la corrosion et sa haute résistance le rendent adapté à une large gamme d’applications. Il est couramment utilisé dans des industries telles que le traitement chimique, le pétrole et le gaz, l’ingénierie maritime, l’aérospatiale et la production d’énergie. L’alliage est bien adapté aux environnements où l’exposition à des milieux corrosifs, à des températures élevées et à des contraintes mécaniques est attendue.

Applications

Composants aérospatiaux – soufflets et joints de dilatation, systèmes de conduits, inverseurs de poussée de moteur, anneaux de carénage de turbine
Contrôle de la pollution de l’air – revêtements de cheminée, registres, composants de désulfuration des gaz de combustion (FGD)
Traitement chimique – équipement manipulant à la fois des acides oxydants et réducteurs, production d’acide superphosphorique
Marine Service – soufflet de conduite à vapeur, systèmes d’échappement des navires de la Marine, systèmes de propulsion auxiliaire des sous-marins
Industrie nucléaire – composants du cœur de réacteur et des barres de contrôle, équipements de retraitement des déchets
Production pétrolière et gazière en mer – cheminées de gaz de torche, systèmes de tuyauterie, gaine de colonne montante, tuyauterie et tubes de gaz acide
Raffinage du pétrole – cheminées de gaz de torche
Traitement des déchets – composants de l’incinération des déchets

Normes

ASTM.................. B 443
ASME.................. SB 443
AMS................... 5599

Analyse chimique

% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire d’une plage)


Nickel	58,0 min.	Silicium	0.50
Chrome	20,0 min.-23,0 max.	Phosphore	0.015
Molybdène	8,0 min.-10,0 max.	Soufre	0.015
Fer	5.0	Aluminium	0.40
Niobium (plus tantale)	3,15 min.-4.15 max.	Titane	0.40
Carbone	0.10	Cobalt (s’il est déterminé)	1.0
Manganèse	0.50

Propriétés physiques

Densité

0,305 livre/po3
8,44 g/cm3

Chaleur spécifique

0,102 BTU/lb-°F (32-212 °F)
427 J/kg-°K (0-100°C)

Module d’élasticité

30,1 x 106 lb/po²
207,5 GPa

Conductivité thermique 200 °F (100 °C)

75 BTU/h/pi2/pi/°F
10,8 W/m-°K

Plage de fusion

2350 à 2460°F
1290 – 1350°C

Résistivité électrique

50,8 microhm-in à 70°C
128,9 microhm-cm à 210°C

Coefficient moyen de dilatation thermique Plage de température
°F	°C	po/po/°F	cm/cm°C
200	93	7,1 × 10-6	12,8 × 10-6
400	204	7,3 × 10-6	13,1 × 10-6
600	316	7,4 × 10-6	13,3 × 10-6
800	427	7,6 × 10-6	13,7 × 10-6
1000	538	7,8 × 10-6	14,0 × 10-6
1200	649	8,2 x 10-6	14,8 × 10-6
1400	760	8,5 × 10-6	15,3 × 10-6
1600	871	8,8 × 10-6	15,8 × 10-6
1700	927	9,0 × 10-6	16,2 × 10-6

Propriétés mécaniques

Valeurs typiques à 20 °C (68 °F)

Élasticité 0,2 % Décalage		Résistance à la traction ultime Force		Élongation en 2 po.	Dureté
psi (min.)	(MPa)	psi (min.)	(MPa)	% (min.)	(max.)
65,000	448	125,000	862	50	200 Brinell

Résistance à la corrosion

La composition chimique hautement alliée de l’alliage 625 offre une résistance exceptionnelle à la corrosion dans divers environnements gravement corrosifs. Voici quelques points clés sur la résistance à la corrosion de l’alliage 625 :Immunité aux attaques dans des conditions douces : L’alliage 625 est pratiquement immunisé contre les attaques dans des conditions douces telles que l’atmosphère, l’eau douce et l’eau de mer, les sels neutres et les solutions alcalines. Le nickel et le chrome contenus dans l’alliage contribuent à sa résistance aux solutions oxydantes. La combinaison du nickel et du molybdène offre une résistance dans les environnements non oxydants. Résistance à la corrosion par piqûres et crevasses : L’alliage 625 est résistant à la corrosion par piqûres, qui est une corrosion localisée qui peut provoquer de petits trous ou des piqûres dans la surface du matériau. Il résiste également à la corrosion caverneuse, qui se produit dans les espaces confinés ou les crevasses. Prévention de la fissuration intergranulaire : Le niobium, présent dans l’alliage 625, agit comme un stabilisateur pendant le soudage, empêchant la fissuration intergranulaire. Des fissures intergranulaires peuvent se produire le long des limites des grains métalliques pendant le soudage. Immunité à la fissuration par corrosion sous contrainte par chlorure : La teneur élevée en nickel de l’alliage 625 le rend pratiquement insensible à la fissuration par corrosion sous contrainte par les chlorures. La fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure est un type de corrosion qui se produit en présence de chlorures et de contraintes de traction. Résistance aux acides minéraux, aux alcalis et aux acides organiques : l’alliage 625 résiste aux attaques des acides minéraux tels que les acides chlorhydrique, nitrique, phosphorique et sulfurique. Il montre également une résistance aux alcalis et aux acides organiques dans des conditions oxydantes et réductrices.

La résistance à la corrosion de l’alliage 625 lui permet d’être utilisé dans une large gamme d’applications où l’exposition à des environnements difficiles et à des substances corrosives est attendue. Cependant, il est important de prendre en compte des conditions de fonctionnement spécifiques et de consulter des ingénieurs en matériaux ou des fabricants d’alliages pour s’assurer que l’alliage convient à une application particulière.

Résistance à la corrosion des alliages de nickel lors d’essais de 24 heures dans de l’acide formique bouillant à 40%.

Alliage	Taux de corrosion
	mpy	mm/a
Alliage 825	7.9	0.2
Nickel 200	10.3-10.5	0.26-0.27
Alliage 400	1.5-2.7	0.038-0.068
Alliage 600	10.0	0.25
Alliage G-3	1.8-2.1	0.046-0.05
Alliage 625	6.8-7.8	0.17-0.19
Alliage C-276	2.8-2.9	0.07-0.074

Résistance à la corrosion des alliages de nickel lors de quatre essais de 24 heures dans l’acide acétique bouillant

Alliage	Acide acétique Concentration	Taux de corrosion/érosion
Alliage	Acide acétique Concentration	mpy	mm/a
Alliage 825	10%	0.60-0.63	0.0152-0.160
Alliage 625	10%	0.39-0.77	0.01-0.19
Alliage C-276	10%	0.41-0.45	0.011-0.0114
Alliage 686	80%	<0,1*	<0,01*

Résistance des alliages de nickel à l’attaque d’impact par l’eau de mer à 150 ft/sec (45,7 m/s)

Alliage	Taux de corrosion/érosion
	mpy	mm/a
Alliage 625	Nul	Nul
Alliage 825	0.3	0.008
Alliage K-500	0.04	0.01
Alliage 400	1.5-2.7	0.038-0.068
Alliage 600	0.4	0.01
Nickel 200	40	1.0

Le numéro PREN comparatif pour l’alliage 625 est indiqué dans le tableau ci-dessous.
Indices d’équivalence de résistance aux piqûres (PREN) pour les alliages résistants à la corrosion

Alliage	Ni	Cr	Lu	W	Nb	N	PREN
Acier inoxydable 316	12	17	2.2	—	—	—	20.4
Acier inoxydable 317	13	18	3.8	—	—	—	23.7
Alliage 825	42	21.5	3	—	—	—	26.0
Alliage 864	34	21	4.3	—	—	—	27.4
Alliage G-3	44	22	7	—	—	—	32.5
Alliage 625	62	22	9	—	3.5	—	40.8
Alliage C-276	58	16	16	3.5	—	—	45.2
Alliage 622	60	20.5	14	3.5	—	—	46.8
SSC-6MO	24	21	6.2	—	—	0.22	48.0
Alliage 686	58	20.5	16.3	3.5	—	—	50.8

Résistance à l’oxydation

La résistance à l’oxydation et à l’entartrage de l’alliage 625 est supérieure à celle d’un certain nombre d’aciers inoxydables austénitiques résistants à la chaleur tels que 304, 309, 310 et 347 jusqu’à 1800 °F (982 °C) et dans des conditions cycliques de chauffage et de refroidissement. Au-dessus de 1800 °F (982 °C), l’entartrage peut devenir un facteur restrictif dans le service.

Données de fabrication

L’alliage 625 peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard, mais en raison de la haute résistance de l’alliage, il résiste à la déformation à des températures de travail à chaud.

Formage à chaud

La plage de température de travail à chaud pour l’alliage 625 est de 1650 à 2150 °F (900 à 1177 °C). Les travaux lourds doivent être effectués aussi près que possible de 2150 °F (1177 °C), tandis que les travaux plus légers peuvent avoir lieu jusqu’à 1700 °F (927 °C). Le travail à chaud doit se faire en réductions uniformes pour éviter la structure du grain duplex

L’alliage 400 est facilement travaillé à froid par pratiquement toutes les méthodes de fabrication à froid. Le travail à froid doit être effectué sur un matériau recuit. L’alliage a un taux d’écrouissage un peu plus élevé que l’acier au carbone, mais pas aussi élevé que l’acier inoxydable 304.

Formage à froid

L’alliage 625 peut être formé à froid selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier. L’alliage doit être à l’état recuit. Les taux d’écrouissage sont plus élevés que ceux des aciers inoxydables austénitiques.
Soudure
L’alliage 625 peut être facilement soudé par la plupart des procédés standard, y compris GTAW (TIG), PLASMA, GMAW (MIG/MAG), SAW et SMAW (MMA). Un traitement thermique post-soudage n’est pas nécessaire. Le brossage avec une brosse métallique en acier inoxydable après le soudage éliminera la teinte de chaleur et produira une surface qui ne nécessite pas de décapage supplémentaire.

Usinage

L’alliage 625 doit de préférence être usiné à l’état recuit. Étant donné que l’alliage 625 est sujet à l’écrouissage, seules de faibles vitesses de coupe doivent être utilisées et l’outil de coupe doit être engagé à tout moment. Une profondeur de coupe adéquate est nécessaire pour éviter tout contact avec la zone d’écrouissage préalablement formée.