NC6948 Barre en Nimonic C-263

Description des barres Nimonic C-263

Les barres de Nimonic C-263 présentent une matrice γ-austenite durcie par des précipités γ' ordonnés (Ni₃[Al, Ti]) représentant 25-30 vol%, avec une taille moyenne de 20-50 nm après traitement en solution (1150°C) et vieillissement (800°C/8h). Les carbures M₂₃C₆ riches en chrome décorent les joints de grains (<1 vol%), tandis que les carbures MC riches en Mo/Ti (<0,5 vol%) renforcent la dispersion. La résistance exceptionnelle de l'alliage au fluage (rupture sous contrainte de 100 MPa à 800°C pendant 100h) découle des contraintes de cohérence γ' qui inhibent la montée des dislocations, couplées au renforcement de la solution solide par le cobalt/molybdène.

D'un point de vue thermique, il conserve une stabilité de phase jusqu'à 900°C avec une formation minimale de σ-phase (<0,3 vol% après 1000h), attribuable à un rapport aluminium/titane contrôlé (Al/Ti ≈ 0,7). Le coefficient de dilatation thermique est de 14,8 μm/m-°C (20-800°C), tandis que la conductivité thermique passe de 11,5 W/m-K (20°C) à 26,3 W/m-K (800°C). Sur le plan mécanique, les barres traitées par mise en solution atteignent une résistance à la traction de 950-1100 MPa, une limite d'élasticité de 650-750 MPa et un allongement de 25-30%, conservant une limite d'élasticité de 85% à 800°C.

La résistance à l'oxydation provient de la formation continue d'écailles de Cr₂O₃ (constante de vitesse paraboliquekₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s à 900°C), le dopage au titane renforçant l'adhérence des écailles. Le comportement électrochimique montre une faible dissolution anodique (<10-⁷ A/cm² dans 3.5% NaCl à 600°C) due à la passivité stabilisée par le Mo-. La résistance à la fatigue à 800°C dépasse 300 MPa (10⁷ cycles, R=-1), grâce à l'homogénéisation du glissement médiée par les γ. Unique parmi les superalliages durcis par précipitation, il évite les fissures dues à l'écrouissage pendant le soudage grâce à un solvant γ' contrôlé (1020°C) et à une faible déformation d'ajustement (δ=0,2%).

Applications des barres Nimonic C-263

Le Nimonic C-263 est utilisé dans des environnements thermomécaniques extrêmes exigeant une synergie de résistance à haute température, de résistance à la corrosion et de fabricabilité. Sa principale application est dans les chambres de combustion et les revêtements de postcombustion des turbines à gaz de l'aérospatiale, où le durcissement par γ'-précipitation (Ni₃[Al, Ti]) fournit une résistance au fluage >100 MPa à 800°C tout en résistant à la fatigue thermique au cours de cycles thermiques répétés. Le rapport Al/Ti contrôlé de l'alliage permet la construction soudée de composants complexes à chaud sans fissuration par déformation - un avantage critique par rapport aux superalliages traditionnels.

Dans le domaine de la production d'énergie, il permet de construire des conduits de transition et des joints dans les turbines à gaz terrestres (service à 815-870°C), en tirant parti de la stabilité de l'échelle de l'oxyde de chrome (kₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s à 900°C) pour résister à l'oxydation et à la dégradation par cémentation. Pour les usines de charbon ultra-supercritique, il forme des tubes de chaudière et des collecteurs de vapeur fonctionnant à 700-750°C/35 MPa, où le renforcement par solution solide de cobalt maintient une limite d'élasticité >450 MPa après 100 000 heures.

Les applications pétrochimiques comprennent les cuves de réacteurs manipulant des acides sulfuriques/phosphoriques à ≤200°C, où le molybdène (5,6-6,1%) améliore la résistance aux piqûres dans les contaminants chlorés. Le secteur nucléaire l'utilise pour les tubes de retraitement du combustible dans des solutions d'acide nitrique/nitrate, en exploitant la stabilité du film passif sous irradiation gamma. Les applications industrielles couvrent les fixations à haute résistance pour les systèmes géothermiques (résistant aux saumures H₂S/CO₂), les rouleaux de blanchiment de papier/pâte résistant à la corrosion par les sulfures, et les roues de compresseurs centrifuges pour l'injection de gaz sulfureux.

L'alliage joue un rôle de niche dans les échappements de turbines marines (immunité aux piqûres d'eau salée) et dans les unités de régénération de catalyseurs (oxydation cyclique à 750°C). Ses propriétés équilibrées - conservation de 85% de la résistance à température ambiante à 800°C tout en permettant un usinage conventionnel - justifient son choix malgré un coût élevé lorsque les conséquences d'une défaillance sont catastrophiques.

Emballage des barres de Nimonic C-263

Nos produits sont emballés dans des cartons personnalisés de différentes tailles en fonction des dimensions du matériau. Les petits articles sont solidement emballés dans des boîtes en PP, tandis que les articles plus volumineux sont placés dans des caisses en bois personnalisées. Nous veillons à respecter strictement la personnalisation de l'emballage et à utiliser des matériaux de rembourrage appropriés pour assurer une protection optimale pendant le transport.

Emballage : Carton, caisse en bois ou sur mesure.

Veuillez consulter les détails de l'emballage fournis à titre de référence.

Processus de fabrication

1.méthode d'essai

(1)Analyse de la composition chimique - vérifiée à l'aide de techniques telles que GDMS ou XRF pour garantir la conformité aux exigences de pureté.

(2)Essai des propriétés mécaniques - Comprend des essais de résistance à la traction, de limite d'élasticité et d'allongement pour évaluer les performances du matériau.

(3)Contrôle dimensionnel - Mesure de l'épaisseur, de la largeur et de la longueur pour s'assurer du respect des tolérances spécifiées.

(4)Contrôle de la qualité de la surface - recherche de défauts tels que des rayures, des fissures ou des inclusions par un examen visuel et ultrasonique.

(5)Essai de dureté - Détermination de la dureté du matériau pour confirmer l'uniformité et la fiabilité mécanique.

Veuillez vous référer aux procédures d'essai SAM pour des informations détaillées.

FAQ sur les barres Nimonic C-263

Q1. Quelle est la température maximale de service continu qui permet d'éviter un grossissement γ' important ?

Les précipités γ' conservent une taille optimale inférieure à 50 nm en dessous de 850°C ; une exposition prolongée au-dessus de cette température accélère le grossissement (>100 nm après 1000 heures), réduisant la résistance au fluage de 25-30%. Pour un service à >850°C, limiter les durées à <500 heures.

Q2. Comment les cycles thermiques de soudage affectent-ils la microstructure vieillie ?

Les températures HAZ supérieures à 1 020°C (γ' solvus) dissolvent les précipités. Lors du refroidissement, la reprécipitation induit une fissuration par déformation à moins que :

Température inter-passage <100°C

Le vieillissement post-soudage 800°C/8h restaure 95% de la résistance HAZ.

Q3. Existe-t-il des paramètres d'usinage spécifiques pour éviter l'écrouissage ?

Oui :

Tournage : Outils en carbure, vitesse de 25-35 m/min, avance ≥0,15 mm/tour.

Perçage : Angle de pointe de 70°, perçage tous les 2× le diamètre

Le liquide de refroidissement doit être exempt de soufre pour éviter l'initiation de la corrosion sous contrainte.

Informations connexes

1)Méthodes de préparation courantes

Les barres de Nimonic C-263 sont produites par une séquence de traitement thermomécanique et thermique en plusieurs étapes qui commence par la fusion par induction sous vide (VIM) de matières premières de haute pureté - nickel électrolytique, pastilles de chrome, granulés de cobalt, poudre de molybdène et alliages maîtres d'aluminium/titane - sous atmosphère d'argon pour obtenir un contrôle précis de la composition (Ni-bal, Cr-20±0,5%, Co-20±0,5%, Mo-6±0,2%, Al-0,4±0,1%, Ti-2,2±0,1%). L'alliage fondu subit un affinage secondaire par refonte sous laitier électrolytique (ESR) ou par refonte à l'arc sous vide (VAR) pour réduire les éléments interstitiels (O≤30 ppm, N≤80 ppm) et éliminer la macroségrégation. Les lingots obtenus (Ø300-600 mm) sont homogénéisés à 1200°C pendant 12-24 heures pour dissoudre les carbures primaires, puis forgés à chaud dans le domaine de stabilité γ-austenite (1150-1200°C) avec un rapport de réduction minimum de 5:1 pour affiner la structure telle qu'elle a été coulée. Le laminage à chaud à 1100-1150°C réduit progressivement la section transversale pour obtenir des billettes intermédiaires (Ø50-150 mm), en utilisant des taux de déformation contrôlés (0,05-0,5 s-¹) pour prévenir la fissuration des bords due aux zones de ségrégation de l'aluminium/titane.

Le traitement en solution à 1150±10°C pendant 2-4 heures par 100 mm de diamètre dissout les précipités γ' (Ni₃[Al, Ti]) et les carbures M₂₃C₆, suivi d'une trempe rapide à l'eau pour retenir la solution solide sursaturée. Le travail à froid (étirage/enroulement) applique une réduction de 20 à 40 % de la section transversale pour obtenir des dimensions proches du filet, avec un recuit de mise en solution intermédiaire après chaque réduction de 30 % pour atténuer l'écrouissage. Le vieillissement critique en deux étapes suit : le vieillissement primaire à 800±10°C pendant 8 heures précipite des γ' fins (20-50 nm de diamètre, 25-30 vol%), puis le vieillissement secondaire à 700±10°C pendant 16 heures pour stabiliser les carbures des joints de grains M₂₃C₆ sans compromettre la cohérence des γ'. Le contrôle de la microstructure maintient la taille des grains ASTM 5-8 (15-40 μm) et empêche la formation de la phase TCP (σ, μ) en limitant l'exposition à 750-950°C à <15 minutes pendant les cycles de refroidissement. L'usinage final utilise des outils en céramique ou en carbure avec des liquides de refroidissement sans soufre pour atteindre les tolérances dimensionnelles (ISO h9), tandis que l'intégrité de la surface est améliorée par polissage électrochimique à Ra ≤0,8 μm. La validation non destructive comprend des essais ultrasoniques (défauts internes >0,5 mm), l'inspection par courants de Foucault (défauts de surface >50 μm) et la vérification métallographique de la distribution des γ' (TEM/SEM). Les performances thermomécaniques sont qualifiées via des essais de rupture sous contrainte (>100 MPa à 800°C/100h) et l'évaluation de l'impact Charpy V-notch (>40 J à 20°C).