Heat Resistant Alloy Manufacturers

Processus de fabrication actuel pour les alliages maîtres en alliage haute température

Les alliages haute température, également appelés « superalliages », sont une classe de matériaux métalliques à base de fer, de nickel ou de cobalt. Ils sont capables de fonctionner à long terme à des températures supérieures à 600°C sous contrainte appliquée. Ces alliages offrent une combinaison de propriétés exceptionnelles, notamment une résistance à haute température, une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion à chaud, de bonnes performances en fatigue et une ténacité à la rupture.

Un « alliage maître » fait référence au matériau raffiné (généralement fourni sous forme de barre) utilisé comme matière première pour la refusion et la coulée. Sa composition chimique est contrôlée avec précision selon les spécifications du client.

Actuellement, la fusion par induction sous vide (VIM) suivie du processus de coulée de moules métalliques est largement utilisée pour produire des alliages maîtres à haute température, comme illustré dans le diagramme. Dans ce processus de coulée conventionnel, le métal en fusion raffiné est versé dans une laverie et enfin dans un moule métallique, où il se solidifie pour prendre la forme souhaitée. Cette méthode de fabrication permet la production d’alliages maîtres haute température avec une composition chimique précise. Grâce à des techniques telles que des paramètres de fusion contrôlés, une filtration céramique et une conception de moule optimisée, il est possible d'obtenir des lingots d'excellente qualité métallurgique et de performances supérieures.

Les alliages maîtres d'alliage à haute température présentent une excellente résistance à haute température et une excellente résistance au fluage. En prenant l'alliage maître de superalliage K418 comme exemple, après un contrôle précis de la composition et des pratiques de fusion propres, sa composition chimique doit répondre aux exigences spécifiées dans le tableau 1 (conformément aux normes GB/T14992, GJB5512.1 et HB7763). De plus, une fois l'alliage maître refondu et coulé en barres d'essai, les propriétés mécaniques doivent satisfaire aux exigences énumérées dans le tableau 2.

Avantages techniques des alliages maîtres fondus sous vide et coulés à haute température

Ces dernières années, conformément aux initiatives stratégiques de la Chine visant à développer vigoureusement les industries des moteurs aérospatiaux et des turbines à gaz terrestres, ainsi qu'à promouvoir l'application généralisée des turbocompresseurs automobiles pour les économies d'énergie, la réduction des émissions et l'amélioration de l'environnement, la demande de matériaux en alliages haute température de meilleure qualité n'a cessé d'augmenter. Avec un nombre limité de producteurs nationaux et un écart technologique par rapport aux États-Unis et à l’Europe, il existe un besoin crucial d’un approvisionnement national en alliages maîtres hautes performances et rentables.

En réponse, notre société s'est associée à une entreprise technologique chinoise en 2016 pour construire une ligne de production VIM (fusion par induction sous vide) pour les alliages maîtres à haute température, conçue pour une mise en forme quasi nette, un flux de processus court et un faible coût. La ligne est équipée de fours à induction sous vide de capacités 500kg, 300kg et 50kg. Dotés d'une chambre de fusion de petit volume et d'une structure de four horizontale, ces fours permettent un contrôle optimal du vide de travail. Un système d'agitation électromagnétique triphasé assure une agitation stable du bain fondu, permettant aux éléments ajoutés de se dissoudre uniformément de haut en bas tout en maintenant une température de fusion presque constante.

En contrôlant avec précision la pression et la température de chaque matière fondue, nous réduisons la variabilité du processus, garantissant une distribution stable des éléments et maintenant la teneur en éléments volatils dans une plage très étroite. De plus, la grande surface de fusion (bain D/H > 1) fournie par le four VIM facilite un dégazage efficace du matériau.

Pour surveiller la qualité des produits, nous avons introduit le spectromètre à lecture directe SPECTROMAXx d'Allemagne, permettant une analyse en ligne de la composition de l'alliage, ainsi que la surveillance des éléments nocifs et de la teneur en azote pour garantir la qualité de nos alliages maîtres.

Notre société est également équipée d'un laboratoire de propriétés mécaniques, capable de tester efficacement les propriétés de rupture sous contrainte à haute température, les propriétés de traction à haute température et les propriétés de traction à température ambiante des matériaux.

L'ensemble du système de production a été entièrement mis en service en mars 2017 et a atteint une capacité de production par lots à l'échelle industrielle. Nous sommes certifiés selon le système de gestion de la qualité ISO9001 et disposons d'une capacité de production annuelle d'environ 5 000 tonnes d'alliages maîtres à haute température. Tous les produits ont été testés par le Centre national d'analyse du fer et de l'acier, avec des spécifications techniques répondant à la norme correspondante de l'industrie métallurgique YB/T 5248-93.

Par rapport aux processus de préparation traditionnels, les alliages maîtres à haute température produits par notre procédé VIM offrent des avantages tels qu'une qualité métallurgique élevée et une faible teneur en inclusions.