Mise en solution et vieillissement : Alliages de nickel.

Ce que nous faisons

Mise en solution et vieillissement : Alliages base nickel

Le traitement en solution consiste à chauffer un alliage à une température appropriée, à le maintenir à cette température suffisamment longtemps pour qu'un ou plusieurs constituants entrent dans une solution solide, puis à le refroidir suffisamment rapidement pour maintenir ces constituants en solution. Les traitements thermiques de précipitation ultérieurs permettent une libération contrôlée de ces constituants, soit naturellement (à température ambiante), soit artificiellement (à des températures plus élevées).

Avantages de la solution et de l'âge : Alliages de nickel

Il existe une multitude d'alliages à base de nickel coulés et corroyés qui peuvent présenter diverses caractéristiques souhaitables améliorées par un traitement en solution ou par un traitement en solution et un durcissement par précipitation. Les caractéristiques telles que la résistance mécanique à température ambiante et/ou à température élevée, la résistance à la corrosion et à l'oxydation sont généralement améliorées par ces traitements thermiques.

Application et matériaux

Les propriétés des alliages à base de nickel pouvant être traités thermiquement peuvent être améliorées par la sélection de paramètres de traitement thermique appropriés. Le traitement en solution seul ou le traitement en solution suivi d'un durcissement par précipitation est couramment utilisé pour les alliages à base de nickel.

Traitement des solutions

• Au cours du processus de fabrication, la plupart des matériaux peuvent être écrouis, ce qui limite les possibilités de traitement ultérieur du matériau. Le traitement de la solution en cours de fabrication (soulagement des contraintes) peut réduire cet état d'écrouissage pour permettre un traitement ultérieur.
• Les procédés de fabrication, tels que le brasage, le soudage ou le revêtement, peuvent avoir un impact indésirable sur les propriétés des matériaux, qui peut être inversé par un traitement en solution avant tout autre traitement en aval.
• Les processus de fabrication peuvent entraîner le démarrage prématuré du processus final de durcissement par précipitation, qui peut être inversé par un nouveau traitement par dissolution avant la poursuite du traitement.
• De nombreux alliages à base de nickel acquièrent les propriétés souhaitées uniquement grâce au processus de mise en solution. Ils sont considérés comme des alliages renforcés par mise en solution. L'Hastelloy X, l'INCO 625 et l'HA 230 en sont des exemples.

Durcissement par précipitation

• Le développement des propriétés finales du matériau requises pour satisfaire aux critères de conception spécifiques à la pièce nécessite généralement que le matériau (coulé/travaillé) soit soumis à un long cycle de traitement thermique à basse température pour développer une microstructure spécifique à l'alliage par le biais d'un durcissement par précipitation et vieillissement.
• En général, cette étape est réalisée à la fin ou vers la fin du processus de fabrication, car le processus de traitement thermique entraîne une augmentation significative de la dureté du matériau et un changement de taille prévisible (retrait) qui doit être pris en compte. Les coûts d'usinage peuvent augmenter considérablement s'il est nécessaire de procéder à un usinage après durcissement par vieillissement.
• Des exemples typiques de matériaux sont : INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy et C263.

Mise en solution et vieillissement : Détails du processus pour les alliages de nickel

• Le traitement par mise en solution est généralement effectué à des températures comprises entre 1800 et 2450°F sous vide, suivies d'un refroidissement rapide par ventilateur à gaz jusqu'à la température ambiante. De nombreux matériaux ont des vitesses de refroidissement spécifiques qui doivent être respectées pour garantir une microstructure métallurgique adéquate dans le produit final.
• Le durcissement par précipitation est généralement effectué à des températures allant de 1000 à 2080°F sous vide, dans une atmosphère inerte ou dans l'air, pour des durées de maintien allant de 2 heures à plus de 40 heures, en fonction du matériau exact et de la microstructure métallurgique spécifiée. Plusieurs étapes (avec des températures décroissantes à chaque étape) peuvent également être nécessaires pour obtenir les résultats finaux souhaités.
• Les spécifications industrielles applicables comprennent les normes SAE AMS 2773 et AMS 2774.