Quel métal convient aux pièces mécaniques travaillant à haute température ?
Produire le bon type de matériel Le travail mécanique dans les différentes industries nécessite des procédures spécifiques. Certains doivent être moulés à haute pression, tandis que d'autres doivent être fondus à haute température pour obtenir le produit désiré. Vous pouvez trouver certaines ou toutes ces propriétés dans un ou plusieurs métaux. Les alliages présentent une plus grande résistance à la chaleur et sont largement utilisés dans la production de pièces mécaniques.
Si vous recherchez des métaux adaptés aux pièces mécaniques travaillant à haute température, voici toutes les informations dont vous avez besoin :
Métaux utilisés dans la production de pièces mécaniques travaillant à haute température
La production de certaines pièces mécaniques nécessite un métal capable de supporter des températures élevées compte tenu des processus dans lesquels elles sont impliquées. Si le cuivre, le fer et l'acier inoxydable sont couramment utilisés dans la fabrication de pièces mécaniques, les métaux suivants sont adaptés aux températures élevées :
- Nickel
- Acier
- Chrome
- Titane
- Tantale
- Niobium
- Molybdène
- Tungstène
Nickel
Le nickel est utilisé dans l'acier inoxydable et d'autres alliages afin de les rendre plus résistants pour la production de pièces mécaniques. L'exposition à des températures extrêmes nécessite un matériau capable de résister à la chaleur et aux chocs. Les alliages de nickel sont généralement utilisés dans la production de turbines à gaz, de pièces d'avion et d'autres applications dans l'aviation et l'aérospatiale. L'utilisation du nickel dans la fabrication de ces matériaux est due à sa résistance à la traction et à la corrosion.
Acier
L'acier inoxydable est également l'un des métaux couramment utilisés dans l'industrie aérospatiale en raison de ses propriétés de résistance à la chaleur et à la corrosion. Il est composé de fer et de chrome, ainsi que d'autres métaux comme le nickel et le molybdène, avec différentes épaisseurs. L'acier est facile à entretenir et conserve sa résistance et sa ductilité à haute température. Il est également utilisé dans la production de chaudières, de turbines à vapeur et de systèmes de tuyauterie.
Chrome
Le chrome est un autre agent d'alliage utilisé dans le titane et l'acier inoxydable pour améliorer leur résistance. Le chrome est généralement associé à d'autres alliages pour créer des métaux plus puissants utilisés dans différentes industries. Il possède des propriétés telles que la fragilité, la dureté et la résistance à la corrosion et est utilisé dans le placage. Il est également utilisé dans les secteurs de l'automobile et de la construction. Le chrome est utilisé en combinaison avec le molybdène, appelé Croalloy, Chrome, et CrMo, etc.
Titane
Le titane et les alliages de titane sont utilisés pour produire des pièces mécaniques fonctionnant à haute température, car ils peuvent supporter des températures élevées. Le titane possède le rapport poids/résistance le plus élevé parmi les métaux et est utilisé pour la fabrication de pièces mécaniques dans les secteurs militaire, aérospatial et maritime. Sa résistance à la fatigue, aux températures élevées et à la corrosion en font un matériau adapté aux systèmes hydrauliques, aux trains d'atterrissage et aux équipements marins. Le titane peut résister à des températures allant jusqu'à 600 degrés et n'est pas affecté par la chaleur et les produits chimiques. En outre, il est facile à fabriquer et à souder.
Tantale
Le tantale est un métal réfractaire largement utilisé dans la fabrication d'équipements en raison de sa capacité à supporter des températures élevées. Il est combiné à d'autres métaux pour produire des superalliages utilisés dans les usines de traitement chimique et les réacteurs nucléaires. Le film oxydé à la surface du tantale le rend résistant à la corrosion, ce qui le rend approprié dans les processus de fabrication d'appareils sensibles à la chaleur tels que les résistances de haute puissance et les condensateurs électrolytiques. Compte tenu de leur résistance, ils sont également utilisés dans la fabrication de moteurs d'aviation.
Niobium
Le niobium est un métal ductile utilisé pour fabriquer des alliages d'acier, parfois en combinaison avec le tungstène. Il est moins dense que d'autres métaux et est utilisé pour améliorer les propriétés de résistance à la chaleur de l'acier grâce à sa ductilité. Le niobium, également connu sous le nom de columbium, est également utilisé dans la production de matériel chirurgical en raison de sa légèreté et de sa fiabilité, ainsi que dans les moteurs d'avion et les turbines d'aéronef.
Molybdène
Molybdène est un métal réfringent économique par rapport à d'autres et possède un haut degré de stabilité et de solidité, ce qui augmente la résistance à la chaleur et la résilience des alliages. Outre l'amélioration de la résistance, il augmente également la résistance à la chaleur, la ténacité et la trempabilité de ce métal. Les propriétés du molybdène, telles que la ductilité et la souplesse, en font le choix idéal pour les machines spécialisées et l'industrie militaire, car il contribue à améliorer la dureté.
Tungstène
Le tungstène est un métal blanc argenté très utile, allié à d'autres métaux. Il possède le point de fusion le plus élevé et la plus grande résistance à la traction, à 1650°C. Lorsqu'il n'est pas associé à d'autres matériaux, il est plus fragile que le verre. Cependant, il est utilisé pour fabriquer des équipements de haute résistance pour supporter des températures extrêmes lorsqu'il est allié et possède la plus faible pression de vapeur et le plus faible coefficient de dilatation thermique. Le tungstène ne se dilate pas beaucoup sous l'effet de la chaleur et est utilisé dans les pièces de fusées, les chauffages de cabine d'avion, les chemises de combustion, etc.
Facteurs affectant la résistance à la chaleur des métaux
Chaque métal possède des propriétés spécifiques lorsqu'il est combiné pour former des alliages. Lorsque vous choisissez un alliage pour la fabrication à haute température, vérifiez les caractéristiques que vous recherchez. Toutefois, lorsque vous choisissez un matériau résistant à la chaleur pour des pièces mécaniques, n'oubliez pas de prendre en compte d'autres propriétés telles que la ductilité et la résistance. Les autres propriétés à prendre en compte lors du choix d'un alliage métallique sont les suivantes :
- Résistance à l'oxydation
- Résistance à la corrosion
- Stabilité métallurgique du métal
- Propriétés mécaniques de l'alliage à une température donnée
FAQ
La composition de l'alliage change-t-elle avec la température ?
Le module d'élasticité présente une plus grande stabilité que l'élasticité à haute température et une diminution de la limite d'élasticité et de la résistance à la traction à haute température.
Quels sont les matériaux considérés comme étant à haute température ?
Les alliages qui peuvent résister à des températures de 500°C et plus sont appelés alliages à haute température. Ils sont généralement utilisés dans la fabrication d'équipements et de pièces qui doivent supporter des températures extrêmes.
Quels sont les alliages hautement résistants à la chaleur les plus couramment utilisés ?
Les alliages résistants à la chaleur les plus couramment utilisés sont le nickel, le chrome et le fer, tandis que les alliages à base de nickel, de chrome et de cobalt sont moins répandus.
Pourquoi les alliages de Ti sont-ils préférés pour les applications à haute température ?
Le titane possède un rapport résistance/densité élevé, ce qui en fait un alliage adapté à la fabrication de moteurs d'avion et à d'autres applications à haute température.
Dernières paroles
Lorsque vous recherchez des pièces mécaniques fonctionnant à haute température, pensez aux alliages qui peuvent résister aux températures élevées et rendre d'autres métaux résistants aux températures élevées. Recherchez d'autres propriétés telles que la ductilité et la résistance à la traction. Toutes ces propriétés, combinées à la résistance à la corrosion, permettent de choisir le métal qu'il vous faut.
