Qu’est-ce qu’un superalliage ?
“Superalliages” est un terme générique désignant des alliages qui ont été développés pour conserver les propriétés requises même à des températures de 800°C ou plus. Il s’agit de métaux présentant une excellente résistance à la chaleur, une dureté élevée et une résistance à l’oxydation.
Depuis sa création, le développement s’est poursuivi et un grand nombre d’alliages présentant une excellente résistance à la chaleur ont vu le jour.
Actuellement, trois principaux types d’alliages sont développés : les alliages à base de nickel, les alliages à base de cobalt et les alliages à base de fer.
En outre, le développement des superalliages ne se limite pas aux trois alliages de base, mais comprend également l’ajout de substances telles que le molybdène, le tungstène et le titane.
Utilisations des superalliages
Les alliages à base de fer sont bien connus pour leur utilisation dans les moteurs d’avions à réaction et de fusées en raison de leur résistance mécanique supérieure à celle des superalliages.
Les superalliages à base de nickel sont également utilisés dans les turbocompresseurs et les microturbines à gaz en raison de leur résistance similaire à celle des alliages à base de fer.
En outre, les alliages à base de cobalt ont une résistance mécanique légèrement inférieure et sont utilisés dans les turbines à gaz pour les aubes statiques et dans les lits de roulement des fours à haute température, etc. Les superalliages sont également utilisés et étudiés dans une variété de domaines différents.
Caractéristiques des superalliages
Avant le développement des superalliages, l’acier inoxydable et l’acier réfractaire étaient connus comme des métaux ayant une excellente résistance à la chaleur, mais la température à laquelle ils pouvaient conserver leurs propriétés était réputée se situer autour de 500°C.
À l’origine, les métaux ayant une excellente résistance à la chaleur étaient supposés avoir un point de fusion élevé. Le molybdène, le niobium, le titane, le fer, le cobalt et le nickel sont classés dans l’ordre à partir du tungstène, qui a le point de fusion le plus élevé parmi les principaux métaux, soit 3422°C. Le titane, qui se trouve au sommet de la liste, a un point de fusion plus élevé que le tungstène.
Il présente une excellente résistance à la corrosion à température ambiante, mais a l’inconvénient de ne pas pouvoir conserver ses propriétés en raison d’une oxydation importante à haute température, et d’autres métaux ayant des points de fusion plus élevés que le titane ont également la même tendance.
Les superalliages ont donc été développés en utilisant comme base le nickel, le fer et le cobalt, des métaux dont le point de fusion est relativement élevé et qui sont compatibles avec les additifs, et en modifiant les quantités de mélanges et d’autres facteurs.
Afin d’obtenir à la fois une résistance à la corrosion et à l’oxydation à haute température et une solidité à toute épreuve, les superalliages sont perfectionnés en modifiant les quantités de diverses substances dans le mélange et en visant à améliorer encore leurs propriétés, tout en incorporant également des méthodes telles que les revêtements résistants à la chaleur.
En outre, les superalliages tels que le NCF600 sont spécifiés dans la norme JIS sous le nom de “barres en superalliage résistant à la corrosion et à la chaleur”.