L'Hastelloy et l'Inconel sont deux familles importantes de superalliages à base de nickel connus pour leur résistance exceptionnelle à la corrosion, leur résistance à haute température et leur polyvalence dans diverses applications exigeantes dans tous les secteurs. Les ingénieurs et les spécialistes des matériaux sont souvent confrontés à la décision de choisir entre ces alliages en fonction d'exigences de performances spécifiques. Cet article explore les différences et les similitudes entre l'Hastelloy et l'Inconel, en se concentrant sur leurs propriétés, leurs compositions chimiques, leurs applications et leur adéquation à différents environnements.
Composition chimique
Les compositions chimiques des alliages Hastelloy et Inconel sont adaptées pour obtenir des propriétés mécaniques, thermiques et résistantes à la corrosion spécifiques. Vous trouverez ci-dessous les compositions pour trois niveaux de chaque famille, disposées à des fins de comparaison :
Alliages Hastelloy
| Grade | Composition chimique |
|---|---|
| Hastelloy C-276 | Ni : Bal., Cr : 14,5-16,5 %, Mo : 15-17 %, Fe : 4-7 %, W : 3-4,5 %, Co : 2,5 %, Mn : 1,0 %, V : 0,35 % |
| Hastelloy C-22 | Ni : Bal., Cr : 20-22,5 %, Mo : 12,5-14,5 %, Fe : 2-6 %, W : 2,5-3,5 %, C : 0,015 %, Co : 2,5 % |
| Hastelloy X | Ni : Bal., Cr : 20,5-23 %, Mo : 8-10 %, Fe : 17-20 %, Co : 0,5-2,5 %, W : 0,2-1,0 %, C : 0,05-0,15 % |
Alliages Inconel
| Grade | Composition chimique |
|---|---|
| Inconel 600 | Ni : 72 %, Cr : 14-17 %, Fe : 6-10 %, Cu : 0,5 %, Mn : 1 %, Si : 0,5 % |
| Inconel 625 | Ni : 58 %, Cr : 20-23 %, Mo : 8-10 %, Nb+Ta : 3,15-4,15 %, Fe : 5 %, Al : 0,4 %, Ti : 0,4 %, C : 0,1 % |
| Inconel 718 | Ni : 52,5 %, Cr : 19 %, Mo : 3 %, Nb+Ta : 5,1 %, Ti : 0,9 %, Al : 5,5 %, C : 0,08 % |
Comparaison des propriétés
Les propriétés des alliages Hastelloy et Inconel déterminent leurs performances dans divers environnements, notamment les températures élevées, les atmosphères corrosives et les contraintes mécaniques. Voici une comparaison de leurs principales propriétés :
| Propriété | Hastelloy C-276 | Hastelloy C-22 | Hastelloy X |
|---|---|---|---|
| Résistance à la température | Jusqu'à 1 093 °C (2 000 °F) | Jusqu'à 1 093 °C (2 000 °F) | Jusqu'à 1 204 °C (2 200 °F) |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Excellent | Bien |
| Résistance mécanique | Haut | Haut | Haut |
| Soudabilité | Bien | Bien | Bien |
| Fabricabilité | Bien | Bien | Bien |
| Propriétés magnétiques | Non magnétique | Non magnétique | Non magnétique |
| Applications | Traitement chimique, aérospatiale | Traitement chimique, aérospatiale | Moteurs à turbine à gaz, chauffage industriel |
| Propriété | Inconel 600 | Inconel 625 | Inconel 718 |
|---|---|---|---|
| Résistance à la température | Jusqu'à 1 177 °C (2 150 °F) | Jusqu'à 980°C (1800°F) | Jusqu'à 704°C (1300°F) |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Excellent | Excellent |
| Résistance mécanique | Bien | Haut | Haut |
| Soudabilité | Excellent | Bien | Bien |
| Fabricabilité | Bien | Bien | Bien |
| Propriétés magnétiques | Non magnétique | Non magnétique | Non magnétique |
| Applications | Transformation chimique et alimentaire | Aérospatiale, marine | Aéronautique, turbines à gaz |
Analyse détaillée
Alliages Hastelloy
Hastelloy C-276:
- Composition chimique: Principalement du nickel avec une quantité importante de chrome, de molybdène et de tungstène.
- Propriétés: Résistance exceptionnelle aux environnements oxydants et réducteurs, idéale pour les traitements chimiques agressifs.
- Applications: Largement utilisé dans les réacteurs chimiques, les équipements de contrôle de la pollution et les puits de gaz acide.
Hastelloy C-22:
- Composition chimique: Teneur en chrome et molybdène plus élevée que le C-276, avec une résistance améliorée aux piqûres et à la corrosion caverneuse.
- Propriétés: Résistance supérieure aux acides oxydants et réducteurs, adaptée aux applications de traitement pharmaceutique et chimique.
- Applications: Utilisé dans la fabrication pharmaceutique, les systèmes de chloration et la production de pâtes et papiers.
Hastelloy X:
- Composition chimique: Teneur élevée en nickel avec des ajouts importants de chrome, molybdène, fer, cobalt et tungstène.
- Propriétés: Excellente résistance à l'oxydation à températures élevées, adaptée aux applications de turbines à gaz et aux composants de fours industriels.
- Applications: Composants aérospatiaux, revêtements de fours industriels et joints de moteurs de turbine à gaz.
Alliages Inconel
Inconel 600:
- Composition chimique: Principalement du nickel avec une teneur importante en chrome et en fer.
- Propriétés: Excellente résistance à l’oxydation, à la corrosion et à la fissuration par corrosion sous contrainte à haute température.
- Applications: Utilisé dans les composants de fours, les équipements d’usines chimiques et les appareils de traitement thermique.
Inconel 625:
- Composition chimique: Teneur importante en nickel avec ajouts de chrome, molybdène, niobium et tantale.
- Propriétés: Résistance supérieure à la fatigue, excellente soudabilité et résistance à une large gamme d’environnements corrosifs.
- Applications: Applications aérospatiales, environnements marins et industries de transformation chimique.
Inconel 718:
- Composition chimique: Teneur élevée en nickel et chrome avec ajouts de molybdène, niobium, titane et aluminium.
- Propriétés: Résistance et ténacité exceptionnelles à haute température, excellente résistance à la rupture par fluage.
- Applications: Moteurs à turbine à gaz, composants aérospatiaux et réservoirs de stockage cryogéniques.
Conclusion
Les alliages Hastelloy et Inconel représentent deux grandes familles de superalliages à base de nickel conçus pour résister aux environnements extrêmes et aux applications exigeantes. Le choix entre l'Hastelloy et l'Inconel dépend d'exigences spécifiques telles que la résistance à la température, la résistance à la corrosion, la résistance mécanique et la soudabilité. Les alliages Hastelloy, notamment C-276, C-22 et X, excellent dans les environnements chimiques corrosifs et les applications à haute température. Les alliages d'Inconel, tels que 600, 625 et 718, sont préférés pour leur solidité, leur résistance à l'oxydation et leur fiabilité dans les applications aérospatiales et marines.
En comprenant les propriétés et applications distinctes de chaque alliage, les ingénieurs et les spécialistes des matériaux peuvent prendre des décisions éclairées pour optimiser les performances, la durabilité et la rentabilité dans divers secteurs industriels.
Cette comparaison complète met en évidence les points forts et les applications des alliages Hastelloy et Inconel, fournissant des informations précieuses pour sélectionner l'alliage le plus approprié en fonction des exigences techniques spécifiques et des conditions environnementales.