Dans les secteurs de l’aérospatiale et de la production d’électricité, la structure des turbomoteurs est un chef-d’œuvre de la science des matériaux.Inconel 718 et Inconel 713Csont deux alliages emblématiques dans ce domaine. Bien que tous deux appartiennent à la marque « Inconel », ils représentent deux philosophies d'ingénierie distinctes : le forgeage met l'accent sur la résistance et la ductilité, tandis que le moulage donne la priorité à une résistance à la chaleur et au fluage extrêmement élevées.
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Quelles sont les différences entre l'Inconel 713C et l'Inconel 718 ?
Quelles sont les différences entre l'Inconel 713C et l'Inconel 718 ?
L'Inconel 713C et l'Inconel 718 sont des superalliages à base de nickel-, qui diffèrent principalement par leur température d'application et leur méthode de fabrication : l'Inconel 713C est un alliage coulé optimisé pour des températures plus élevées (jusqu'à 980 degrés) et présente une excellente résistance au fluage ; tandis que l'Inconel 718 est un alliage forgé conçu pour maintenir une résistance élevée et une excellente soudabilité à des températures allant jusqu'à 700 degrés.
Qu’est-ce que l’Inconel 713C ?
L'INCONEL 713C estun alliage moulé au nickel-chromequi possède une résistance à la rupture exceptionnelle à 1700 F. combinée à une excellente résistance à la fatigue thermique et une bonne coulabilité. Cette fiche technique fournit des informations sur la composition, les propriétés physiques, la dureté et les propriétés de traction ainsi que sur le fluage et la fatigue.
1. Présentation des matériaux en alliage Inconel 718 et Inconel 713C
| Paramètre | Inconel 713C | Inconel 718 |
|---|---|---|
| Type de matériau | Superalliage à base de nickel coulé- | Superalliage à base de-nickel forgé |
| Numéro UNS | UNS N07713 | UNS N07718 |
| Équivalent chinois | K413 | GH4169 |
| Demande principale | Aubes de turbine coulées, aubes, pièces moulées de précision | Barres corroyées, pièces forgées, fixations, disques de turbine |
| Mécanisme de renforcement | ′ précipitations(Ni₃(Al,Ti)) | ″ + ′ précipitations(Ni₃Nb + Ni₃(Al,Ti)) |
| Formulaire de fabrication | Moulage de précision uniquement | Forgé(forgé / laminé / étiré à froid) |
| Température de service maximale | ~950 degrés (1742 degrés F) | ~650 – 700 degrés (1 202-1 292 degrés F) |
Informations clés sur les alliages Inconel 713C et Inconel 718
Alliage forgé Inconel 718
Inconel 718 (UNS N07718)est l'alliage à haute-température le plus largement utilisé au monde. Son secret réside dans ses excellentes propriétés de forgeage et sa haute résistance à la traction.
Applications principales :Disques de turbine, arbres et boulons-haute résistance.
Limites de température :Jusqu'à1200 degrés F (650 degrés). Au-dessus de cette température, ses propriétés mécaniques commencent à décliner.
Usinage:En tant qu'alliage de forge, il peut être forgé en grands disques ou roulé en plaques et en tubes. Son excellente soudabilité en fait un matériau idéal pour les châssis de moteurs.
Alliage moulé Inconel 713C
Inconel 713C (UNS N07713)est un alliage coulé à durcissement par précipitation-conçu spécifiquement pour la « partie chaude » des moteurs.
Applications principales :Aubes de turbine, aubes directrices de buse et rotors intégrés.
Limites de température :Maintient une excellente résistance au fluage à des températures allant jusqu'à1800 degrés F (982 degrés).
Processus de fabrication :Le 713C est presque exclusivement utilisé dans le moulage sous vide. Sa dureté excessive et sa fragilité le rendent impropre au forgeage, mais son ′ ( ′)la matrice renforcée lui permet de rester stable à des températures proches de son point de fusion.
4. Comparaison de la composition chimique de l'Inconel 718 et de l'Inconel 713C (% en poids)
| Élément | Inconel 713C (moulé) | Inconel 718 (forgé) | Différence clé |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Solde (~70-75) | 50.0 – 55.0 | 713C beaucoup plus élevé en Ni |
| Chrome (Cr) | 11.0 – 14.0 | 17.0 – 21.0 | 718 Cr plus élevé |
| Fer (Fe) | Inférieur ou égal à 2,0 | Solde (~18-20) | 718 a un Fe beaucoup plus élevé |
| Molybdène (Mo) | 3.5 – 5.0 | 2.80 – 3.30 | 713C Mo plus élevé |
| Niobium (Nb) | 1.5 – 2.5 | 4.75 – 5.50 | 718 Nb beaucoup plus élevé |
| Titane (Ti) | 0.4 – 1.0 | 0.65 – 1.15 | Similaire |
| Aluminium (Al) | 5.5 – 6.5 | 0.20 – 0.80 | 713C Al beaucoup plus élevé |
| Carbone (C) | 0.05 – 0.15 | Inférieur ou égal à 0,08 | 713C plus haut |
| Cobalt (Co) | Inférieur ou égal à 1,0 | Inférieur ou égal à 1,00 | Similaire |
| Manganèse (Mn) | Inférieur ou égal à 0,20 | Inférieur ou égal à 0,35 | – |
| Silicium (Si) | Inférieur ou égal à 0,50 | Inférieur ou égal à 0,35 | – |
| Bore (B) | 0.005 – 0.015 | 0.002 – 0.006 | 713C supérieur B |
| Zirconium (Zr) | 0.05 – 0.15 | – | 713C unique |
| Cuivre (Cu) | – | Inférieur ou égal à 0,30 | – |
| Tantale (Ta) | – | Inférieur ou égal à 0,05 | – |
5. Propriétés physiques de l'Inconel 718 et de l'Inconel 713C
| Propriété | Inconel 713C(Casting) | Inconel 718(Forgé) |
|---|---|---|
| Densité | 7,91 g/cm³ | 8,19 g/cm³ |
| Plage de fusion | 1260 – 1315 degrés | 1260 – 1336 degrés |
| Conductivité thermique (20 degrés) | 11.2 W/m·K | 11.4 W/m·K |
| Coefficient de dilatation thermique (20-100 degrés) | 12,0 × 10⁻⁶/degré | 13,0 × 10⁻⁶/degré |
| Coefficient de dilatation thermique (20-800 degrés) | ~14,0 × 10⁻⁶/degré | ~15,5 × 10⁻⁶/degré |
| Chaleur spécifique (20 degrés) | 450 J/kg·K | 435 J/kg·K |
| Module d'élasticité (20 degrés) | ~205 GPa | ~200 GPa |
| Résistivité électrique | 1.30 µΩ·m | 1.25 µΩ·m |
| Propriétés magnétiques | Non-magnétique | Légèrement magnétique |
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6. Matrice de comparaison des technologies Inconel 713C et . 718
| Mesure de performances | Inconel 718 (forgé) | Inconel 713C (moulé) | Avis d'expert |
| Forme matérielle | Bar, Forgeage, Feuille, Tuyau | Bâton en alliage maître/coulée | Adaptez la forme à votre fabrication. |
| Spécification standard | AMS 5662 / 5663 | AMS 5391 | Connaissez vos normes de conformité. |
| Température de service maximale | 1200 degrés F (650 degrés) | 1800 degrés F (982 degrés) | Le 713C est destiné au noyau chaud-. |
| Soudabilité | Excellent | Mauvais (éviter le soudage) | 718 est le choix du fabricant. |
| Renforcement | Gamma Double Prime ( ′′ ′′ ) |
Gamma Premier (
′ ′ ) |
La phase du 713C est plus stable à la chaleur. |
7. Choix recommandé entre Inconel 713C et 718
| Priorité des exigences | Alliage recommandé |
|---|---|
| Température de service 800-950 degrés | Inconel 713C(casting uniquement) |
| Température de service 650-700 degrés | Inconel 718 |
| Forme de moulage requise | Inconel 713C |
| Barre forgée / forgeage requis | Inconel 718 |
| Résistance maximale à température ambiante | Inconel 718 |
| Limite d'élasticité la plus élevée | Inconel 718 |
| Haute ductilité/formabilité | Inconel 718 |
| Application d'aubes/aubes de turbine | Inconel 713C |
| Application de disque de turbine / fixation | Inconel 718 |
| Faible densité | Inconel 713C(7,91 contre 8,19) |
| Résistance à la corrosion | Inconel 718 |
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FAQ
Q : Pourquoi ne puis-je pas utiliser l'Inconel 718 pour les aubes de turbine ?
A:Aux températures de 1 800 degrés F (982 degrés) trouvées dans les extrémités chaudes des turbines, l'Inconel 718 perd sa résistance structurelle presque immédiatement.Inconel 713Cest spécialement conçu avec une teneur élevée en aluminium (6 %) pour former une matrice stable qui résiste aux charges centrifuges à ces températures extrêmes.
Q : Proposez-vous un forgeage personnalisé pour les disques Inconel 718 ?
A:Oui. En tant queconsultant de confiance en alliages de nickel, nous fournissons des ébauches forgées 718 selon vos dessins CAO spécifiques, suivies d'un traitement thermique pour obtenir des propriétés de traction maximales.
Q : Comment garantissez-vous la pureté des alliages maîtres 713C ?
A:Tous nos 713C sont produits viaFusion par induction sous vide (VIM). Nous maintenons les niveaux d'oxygène et d'azote en dessous de 10 ppm, ce qui est essentiel pour le rendement de moulage de pales aérodynamiques complexes.