Tube en acier allié HX (NOUS N06002)

Alliage HX (NOUS N06002), également connu sous le nom d'Hastelloy X, est un alliage nickel-chrome-fer-molybdène connu pour sa résistance exceptionnelle et sa résistance à l'oxydation à haute température. Il est largement utilisé dans les moteurs à turbine à gaz, applications de fours industriels, et autres environnements à haute température.

Composition chimique

La composition chimique typique de l’alliage HX est la suivante:

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques de l'alliage HX sont adaptées aux applications à haute température, offrant une excellente résistance et stabilité.

• Résistance à la traction: 750 MPa (109 ksi) min
• Limite d'élasticité (0.2% compenser): 310 MPa (45 ksi) min
• Élongation: 30% min
• Dureté: 200-240 HB

Propriétés physiques

• Densité: 8.22 g/cm³ (0.297 lb/po³)
• Plage de fusion: 1260-1355°C (2300-2470°F)
• Capacité thermique spécifique: 0.102 cal/g-°C (à 20°C)
• Conductivité thermique: 11.5 W/m·K (à 20°C)
• Résistivité électrique: 1.23 µΩ·m (à 20°C)
• Module d'élasticité: 205 GPa (à 20°C)
• Coefficient de Poisson: 0.33 (à 20°C)

Industries utilisant principalement l’alliage HX

1. Aérospatial:
   • Moteurs à turbine à gaz
   • Chambres de combustion
   • Postcombustion et aubes de turbine
2. Applications de fours industriels:
   • Revêtements de four
   • Cornues et moufles
   • Équipement de traitement thermique
3. Traitement chimique:
   • Échangeurs de chaleur
   • Cuves de réacteur
   • Systèmes de tuyauterie

Spécifications de fabrication typiques

• ASTMB619: Spécification pour les tuyaux soudés en nickel et en alliage nickel-cobalt
• ASTMB622: Spécifications pour les tuyaux et tubes sans soudure en nickel et en alliage nickel-cobalt
• ASTMB626: Spécifications pour les tubes soudés en nickel et en alliage nickel-cobalt
• ASME SB619/SB622/SB626: Normes pour les tuyaux et tubes sans soudure et soudés en alliage de nickel

Formulaires de produits en tubes disponibles

• Tubes sans soudure
• Tubes soudés
• Longueurs droites
• Tube enroulé

Applications typiques

1. Aérospatial:
   • Composants des moteurs à turbine à gaz tels que les chambres de combustion, postcombustion, et aubes de turbine.
2. Applications de fours industriels:
   • Revêtements de four, répliques, moufles, et autres équipements de traitement thermique fonctionnant à des températures élevées.
3. Traitement chimique:
   • Échangeurs de chaleur, cuves de réacteur, et systèmes de tuyauterie utilisés dans des environnements chimiques difficiles.

Caractéristiques de soudage et de fabrication

Soudage

1. Soudabilité:
   • L'alliage HX a une bonne soudabilité et peut être soudé en utilisant des méthodes telles que le soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW/TIG), Soudage à l’arc sous gaz-métal (GMAW/MIG), et soudage à l'arc métallique blindé (SMAW).
   • Métaux d'apport: Les métaux d'apport courants incluent ERNiCrMo-2 et ERNiCrMo-3 pour les processus GTAW et GMAW., et ENiCrMo-2 pour SMAW.
2. Traitement thermique de préchauffage et de post-soudage (PWHT):
   • Préchauffage: Généralement non requis, mais le maintien de la propreté est essentiel pour éviter la contamination.
   • PWHT: Le traitement thermique après soudage est généralement effectué pour soulager les contraintes et stabiliser la structure.. Cela se fait généralement à des températures comprises entre 1 175°C et 1 230°C. (2150°F et 2250°F).

3. Défauts de soudure et comment les éviter:
   • Porosité: Garantir des surfaces propres et des gaz de protection appropriés pour minimiser la porosité.
   • Fissuration: Contrôlez soigneusement les paramètres de soudage pour éviter les fissures à chaud, surtout dans les sections épaisses.

Fabrication

1. Usinage:
   • Général: L'alliage HX est difficile à usiner en raison de ses propriétés de haute résistance et d'écrouissage. Utiliser des outils en carbure, faibles vitesses de coupe, et des vitesses d'avance élevées peuvent améliorer l'usinabilité.
   • Liquides de refroidissement: L'utilisation généreuse de liquides de coupe est recommandée pour refroidir et lubrifier pendant l'usinage, améliorant la durée de vie de l'outil et la finition de surface.
2. Formation:
   • Formage à froid: L'alliage HX peut être formé à froid en utilisant des techniques standards, mais son taux d'écrouissage élevé peut nécessiter un recuit intermédiaire en cas de déformation importante.
   • Formage à chaud: Le formage à chaud est généralement effectué à des températures comprises entre 1 175°C et 1 230°C. (2150°F et 2250°F). Un contrôle adéquat de la température est crucial pour éviter les fissures et garantir des propriétés matérielles uniformes..
3. Traitements thermiques:
   • • Recuit de mise en solution: Généralement effectué entre 1 175 °C et 1 230 °C (2150°F à 2 250 °F), suivi d'un refroidissement rapide pour obtenir une microstructure homogène.
   • Soulagement du stress: Un recuit de détente peut être effectué pour réduire les contraintes résiduelles dues aux opérations de soudage ou de formage..
4. Nettoyage des surfaces:
   • Décapage: Utiliser une solution d'acides nitrique et fluorhydrique pour éliminer les oxydes et le tartre formés lors du soudage ou du traitement thermique.
   • Nettoyage mécanique: Le meulage et le brossage peuvent également être utilisés, mais il faut veiller à éviter toute contamination par des particules de fer, ce qui peut entraîner de la corrosion.

Meilleures pratiques pour le soudage et la fabrication

• Propreté: Maintenir un environnement de travail propre est crucial. Contaminants tels que le soufre, phosphore, plomb, et le zinc peut entraîner des défauts de soudure et des problèmes de corrosion.
• Outillage: Utilisez des outils dédiés à l'Alloy HX pour éviter la contamination croisée par d'autres métaux.
• Environnement contrôlé: Si possible, effectuer le soudage et la fabrication dans un environnement contrôlé pour minimiser l'introduction d'impuretés.
• Entraînement: Assurez-vous que les soudeurs et les fabricants sont spécifiquement formés à la manipulation des alliages à haute teneur en nickel afin d'obtenir les meilleurs résultats..

Conclusion

Alliage HX (NOUS N06002) offre une excellente résistance aux hautes températures et à l’oxydation, ce qui le rend adapté aux applications industrielles exigeantes telles que l'aérospatiale, composants de fours industriels, et traitement chimique. En adhérant aux meilleures pratiques et en comprenant les exigences spécifiques de cet alliage, les ingénieurs et les fabricants peuvent garantir des résultats de haute qualité et des performances fiables dans divers environnements corrosifs et à haute température.

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