Barre ronde forgée en alliage à base de nickel de qualité pour applications industrielles

Personne n'achète unBarre ronde forgée en alliage à base de nickel parce que c'était l'option la moins chère. Les ronds en acier au carbone coûtent une fraction du prix, et même les barres en acier inoxydable coûtent beaucoup moins cher par kilogramme. Un acheteur qui achète de l'Inconel 625 ou de l'Hastelloy C-276 sous forme de barre résout un problème d'ingénierie spécifique : le métal se trouvera à l'intérieur d'un réacteur chimique, d'une turbine à gaz, d'un outil de fond de trou ou d'un ensemble de fixations marines, et le coût de la défaillance éclipsera le coût du matériau. L'étape de forgeage existe parce que ces environnements exigent une barre sans vides internes, sans ségrégation centrale et sans plan faible caché derrière une surface propre.

En tant que fabricant et fournisseur professionnel de barres rondes forgées en alliage à base de nickel en Chine,JILAÏDAutilise des processus de forgeage spécialisés pour améliorer considérablement la densité du matériau et l'uniformité de la structure interne, éliminant ainsi les défauts de porosité et de ségrégation. La rectitude peut être obtenue à 1 mm/m près, offrant un rendement plus élevé et une perte de matière inférieure pour un usinage de précision ultérieur.

Forger des alliages de nickel n’est pas forger de l’acier

La première chose qu’un atelier de forge apprend lorsqu’il passe des alliages d’acier inoxydable aux alliages de nickel est que la fenêtre de température se rétrécit considérablement. L'Inconel 718 a une plage de forgeage recommandée d'environ 1 010 à 1 120 °C, soit une bande de 110 degrés, par rapport à la plage de plus de 100 degrés disponible pour l'acier inoxydable 304. Mais le véritable défi n’est pas la gamme elle-même. Le fait est que les alliages de nickel conservent leur résistance à des températures élevées. La force de compression requise pour atteindre un taux de réduction donné sur une billette en alliage de nickel est environ 40 à 60 % plus élevée que sur un acier inoxydable austénitique de même diamètre et à la même température. Cela signifie que la capacité de la presse, la conception de la matrice et la vitesse du vérin doivent tous être réglés différemment, et que la courbe d'apprentissage d'une famille d'alliages à l'autre est abrupte.

Les alliages de nickel résistent également mieux au transfert de chaleur que l’acier. Une billette trempée jusqu'à la température de surface ne transmet pas nécessairement cette température jusqu'à son cœur. Forger une billette avec un gradient thermique – surface chaude, centre plus froid – produit une déformation inégale et peut créer des déchirures internes qui ne seront pas visibles sur la barre finie. Le temps de trempage avant le forgeage doit être plus long et le transfert du four à la presse doit être plus rapide, car les billettes en alliage de nickel perdent leur température de travail en quelques secondes lorsqu'elles sont exposées à l'air à température ambiante.

Nous forgeons des barres rondes forgées en alliage à base de nickel de 20 mm à 350 mm de diamètre. Centres de production standard sur 154 mm de diamètre sur 500 mm de longueur, mais la gamme complète est disponible pour les commandes personnalisées.

À quoi chaque grade est-il forgé pour résister ?

Plutôt que de lister les qualités dans un tableau de températures, il est plus utile de décrire contre quoi chaque alliage protège réellement, car c'est ce que l'acheteur doit adapter à l'environnement de service.

Hastelloy C-276 (N10276)est forgé pour les environnements où du chlore humide, de l'eau de Javel hypochlorite ou des mélanges d'acides oxydants sont présents. La teneur élevée en molybdène (15-17 %) qui confère au C-276 sa résistance à la piqûre en fait également l'un des alliages de nickel les plus difficiles à forger : l'usure des matrices est importante et la résistance à la déformation reste élevée même au sommet de la plage de forgeage. Les barres produites à partir de C-276 sont généralement utilisées dans les équipements de traitement chimique : composants internes des réacteurs, fixations à l'intérieur des cuves et arbres pour les pompes manipulant des fluides chlorés.

Inconel 625 (N06625)est la barre en alliage de nickel la plus performante. Sa combinaison de molybdène (8-10 %) et de niobium (3,15-4,15 %) lui confère la résistance due au renforcement en solution plutôt qu'au durcissement par précipitation, ce qui signifie qu'il peut être forgé et utilisé sans cycle de vieillissement séparé. Les barres en 625 servent à un large éventail d'utilisations finales : matériel marin, composants d'échappement aérospatiaux, composants internes de réacteur nucléaire et outillage de fond de puits de pétrole et de gaz. Il s’agit de la qualité la plus couramment stockée sous forme de barres car la demande est constante et large.

Inconel 718 (GH4169)est forgé pour les applications nécessitant une résistance élevée à la traction à température élevée : disques de turbine à gaz, fixations pour assemblages de moteurs et composants structurels en service cryogénique. Contrairement au 625, le 718 est un alliage à durcissement par précipitation. La barre forgée est recuite en solution puis vieillie pour développer les précipités gamma-prime et gamma-double-prime qui confèrent à l'alliage sa résistance. Cela signifie que l'atelier de forgeage doit contrôler non seulement la géométrie mais également l'historique thermique de la barre, car l'état de recuit de mise en solution de la barre telle que forgée affecte les propriétés finales de vieillissement.

HC-22 (N06022)est étroitement lié au C-276 mais avec une teneur en chrome plus élevée (20-22,5 % contre 14,5-16,5 %). Il est forgé pour les environnements où les conditions oxydantes dominent sur les conditions réductrices : systèmes de désulfuration des gaz de combustion, composants internes des incinérateurs de déchets et mélanges chimiques agressifs pour lesquels le C-276 seul ne fournit pas une marge suffisante.

Alliage 825 (N08825)et son équivalent standard russe Х20Н25 occupent un niveau d'alliage légèrement inférieur à celui des nuances Hastelloy et Inconel ci-dessus. Ils sont forgés pour les applications impliquant l'utilisation d'acide sulfurique et phosphorique, ainsi que pour les composants des équipements de contrôle de la pollution. La variante 03Х20Н25 à faible teneur en carbone contrôlée (0,03% max) est spécifiée là où la sensibilisation lors du forgeage ou du soudage doit être évitée.

08Х17Н14М2est l'équivalent russe de l'acier inoxydable 316L, inclus ici car les acheteurs des marchés de la CEI l'achètent souvent aux côtés de barres en alliage de nickel du même fournisseur. Il se forge plus facilement que n'importe laquelle des qualités de nickel ci-dessus et sert à des applications corrosives générales à moindre gravité.

Rectitude, tolérance et ce qu'elles signifient pour l'acheteur

Barres rondes forgées en alliage à base de nickel sont spécifiées avec des tolérances de rectitude plus strictes que les barres laminées, et c'est l'une des principales raisons pour lesquelles les acheteurs choisissent le forgeage plutôt que le laminage pour ces qualités. Une barre laminée en Inconel 625 peut présenter un écart de rectitude de 4 mm par mètre. Une barre forgée et redressée de même qualité et taille peut être livrée à 1 mm par mètre ou mieux. Pour les acheteurs qui usineront la barre en composants rotatifs - arbres, broches, tiges de valve - cette rectitude affecte directement le rendement d'usinage. Moins d'enlèvement de matière signifie moins de gaspillage d'un alliage coûteux, et une barre qui commence directement réduit le risque de déviation de l'outil pendant le tournage CNC.

La tolérance de diamètre sur les ronds en alliage de nickel forgé est généralement du côté positif uniquement : +0 mm à +2 mm sur les diamètres jusqu'à 100 mm, +0 mm à +3 mm sur les diamètres supérieurs à 100 mm. Cela permet à l’acheteur de finir l’usinage à la taille exacte. Si la barre est spécifiée comme une taille finie sans usinage supplémentaire, nous pouvons fournir des barres décolletées ou rectifiées avec une tolérance h9 ou h10 - mais cela doit être indiqué dans la demande de prix, car l'itinéraire de production et les coûts changent considérablement.