Nickel Aluminium Bronze Alliage

Les alliages de cuivre et d'aluminium sont connus sous le nom de bronze d'aluminium et, avec d'autres ajouts d'alliage, ils produisent une gamme de propriétés qui sont bénéfiques pour une large gamme d'industries. Le groupe d'alliages nickel-bronze d'aluminium est le plus largement utilisé. Ils ont été adaptés au fil du temps pour optimiser les performances et peuvent offrir une combinaison de propriétés qui peut constituer une alternative économique à d'autres types de systèmes d'alliage. Les utilisations finales vont des coussinets de trains d'atterrissage et des roulements pour tous les avions commerciaux du monde aux pompes et vannes d'eau de mer, en passant par les hélices pour la navigation navale et commerciale, les outils anti-étincelles dans l'industrie pétrolière et gazière et les façades agréables dans l'architecture.

Lesbronzes nickel-aluminium sont disponibles sous forme de produits coulés ou corroyés et présentent une combinaison unique de propriétés :

- Excellente résistance à l'usure et au grippage
- Haute résistance Densité (10% plus léger que l'acier)
- Absence d'étincelles
- Faible perméabilité magnétique (<1,03 µ dans certaines qualités)
- Haute résistance à la corrosion
- Bonnes propriétés de corrosion sous contrainte
- Bonnes propriétés cryogéniques
- Haute résistance à la cavitation
- Capacité d'amortissement deux fois supérieure à celle de l'acier
- Haute résistance à l'encrassement biologique
- Un film protecteur d'oxyde en surface qui a la capacité de s'auto-réparer.

Spécifications des alliages nickel-aluminium-bronze

D'une manière générale, les bronzes nickel-aluminium peuvent être classés comme des alliages contenant 6 à 13 % d'aluminium et jusqu'à 7 % de fer et 7 % de nickel. Les alliages les plus courants contiennent normalement 3 à 6 % de ces deux éléments. Le manganèse, jusqu'à environ 1,5 %, est ajouté en tant que désoxydant et élément de renforcement.

Alliage de nickel, d'aluminium et de bronze Applications

Aérospatiale

La principale application du bronze nickel-aluminium dans le secteur aérospatial concerne les roulements de trains d'atterrissage de la flotte mondiale d'avions commerciaux.

Les excellentes propriétés de roulement par rapport à l'acier, la résistance à la corrosion dans des conditions salines lors du dégivrage des pistes en hiver et les propriétés mécaniques élevées en font un alliage idéal pour cette application. Les principales spécifications sont AMS 4640, AMS 4880, AMS 4881, AMS 4590, BS2 B 23, NFL14-702, NFL14-705 et NFL14-706. Les compagnies aéronautiques et les principaux sous-traitants ont également leurs propres spécifications, par exemple Airbus ASN-A 3406, ASN-A 3315, ASN-A6127A, et Rolls Royce MSR 8503.

L'architecture

Les bronzes d'aluminium sont utilisés dans un large éventail d'applications architecturales. Leur capacité naturelle à former une couche d'oxyde protectrice dans des environnements riches en oxygène ouvre la voie à des applications dans des conditions atmosphériques intérieures et marines. Le bronze au nickel et à l'aluminium présente un riche oxyde doré et, grâce à ses propriétés uniques, peut offrir des avantages supplémentaires.

Le bâtiment parlementaire de Londres, Portcullis House, est un excellent exemple d'utilisation architecturale : il contient 450 tonnes de nickel-aluminium-bronze incorporées dans les cadres des fenêtres, le revêtement et le toit (artificiellement assombri), construit pour résister aux explosions de bombes et dont l'espérance de vie est de 120 ans.

Marine

Il existe un marché important pour le bronze nickel-aluminium dans les applications navales, en particulier pour les flottes de sous-marins du monde entier. Les principales applications concernent les systèmes de tuyauterie et de vannes d'eau de mer, le maniement des armes, les accouplements flexibles, l'équipement sonar, les écoutilles externes d'eau de mer, les vannes et roulements hydrauliques, les fixations et les brides d'étanchéité, les hélices silencieuses, l'équipement de propulsion et les assemblages de périscopes. Ces applications font appel à certaines des propriétés importantes des bronzes nickel-aluminium : bonne résistance à la corrosion, absence d'étincelles, résistance à l'usure, grande solidité et bonnes propriétés d'impact.

Les alliages présentent également de bonnes propriétés anti-amortissement, deux fois supérieures à celles de l'acier, ce qui est important dans les sous-marins pour supprimer les bruits et assurer des opérations silencieuses. L'absence d'étincelles et la résistance à l'usure sont particulièrement importantes dans les systèmes de manipulation des armes. Les différentes qualités à faible teneur en fer et en nickel peuvent être fabriquées avec une perméabilité magnétique inférieure à 1,03 µ.

Le bronze nickel-aluminium est l'un des principaux alliages utilisés pour les hélices des navires commerciaux et des paquebots de croisière. Sa grande résistance à la cavitation, associée à un coût raisonnable et à la facilité de réparation en cas d'endommagement, en fait un candidat de premier plan pour cette application. Les moyeux des hélices à pas variable sont également fabriqués en bronze nickel-aluminium. Cet alliage présente de bonnes propriétés anti-galage contre lui-même, ce qui est important car les pales de l'hélice tournent à l'intérieur des ouvertures cylindriques. Le bronze nickel-aluminium est également utilisé dans les mécanismes d'engrenage des treuils des yachts de haute mer, où l'anti-galage, la grande solidité et la résistance à la corrosion par le brouillard salin jouent un rôle important.

Pétrole/gaz offshore et pétrochimie

L'industrie pétrolière/gazière offshore utilise le bronze nickel-aluminium dans de nombreuses applications, où l'alliage est utilisé pour la tuyauterie, les vannes et les pompes dans les systèmes de pompage d'eau de mer, en particulier pour l'équipement de lutte contre l'incendie. Il est compatible avec les systèmes de tuyauterie en cuivre-nickel et est utilisé pour les pompes et les vannes associées. Il est également utilisé dans les systèmes de pompage d'eau de mer pour acheminer l'eau à injecter dans le puits.

Les vannes d'actionnement sont une application importante, à la fois sur les pipelines terrestres et sous-marins où le pétrole est transporté.

Dans les applications terrestres, les pipelines peuvent être situés dans des zones isolées ou dans des endroits hostiles. Les vannes d'actionnement constituent un lien vital pour la sécurité de la conduite de pétrole, ainsi que pour la protection de l'environnement contre les déversements de pétrole. Les vannes doivent fonctionner à des températures extrêmes allant de -50°C dans des conditions de froid extrême, comme celles rencontrées dans les régions arctiques, à +50°C au plus fort de l'été dans les zones désertiques du Moyen-Orient. Ils doivent résister à la pénétration du sable dans le désert et être capables de fonctionner après de nombreuses années d'inactivité. C'est pourquoi le bronze nickel-aluminium est choisi dans de nombreux projets pour sa résistance à la corrosion et ses propriétés de roulement. Le bronze nickel-aluminium constitue également le principal composant qui ferme les vannes dans le système de tuyauterie. En mer, les vannes à actionneur sont utilisées sur les plates-formes pétrolières, où les vannes sont parfois inaccessibles et doivent être activées par ondes radio.

Systèmes de dessalement et de condensation de l'eau

Cette industrie est un débouché important pour le bronze nickel-aluminium pour les pompes, les vannes, les boîtes à eau, les roues, les plaques tubulaires des condenseurs et les boîtiers. Il est utilisé pour des températures élevées allant jusqu'à environ 325°C dans les systèmes de condenseurs à haute pression. Il peut être utilisé pour le pompage de l'eau de mer à un niveau recommandé de 4,3 m/sec, ce qui dépasse le niveau toléré par le nickel-cuivre 90-10 et 70-30. Bien que les bronzes d'aluminium n'aient pas la résistance à l'encrassement biologique des cuivres-nickels, ils présentent néanmoins une résistance élevée à la croissance marine.