Sur les disques de turbines aéronautiques, dans les réservoirs de fusées à hydrogène liquide et sur les boulons haute pression dans les puits de pétrole et de gaz sous-marins, on trouve souvent le même métal : l'Inconel 718. Ce n'est pas l'alliage à base de nickel le plus cher, mais il représente pourtant la part du lion de la consommation mondiale de superalliages à base de nickel. Cet article décompose ce « guerrier hexagonal » à l'aide d'un ensemble de données techniques.

L'Inconel 718 porte trois désignations courantes : UNS N07718 / W.Nr. 2.4668 / nuance équivalente nationale GH4169. C'est un superalliage à base de nickel-fer-chrome durcissant par précipitation, et sa plage de température de service officielle est de -253 °C à 704 °C — une extrémité correspond à la zone de température de l'hydrogène liquide, l'autre à la plage de fonctionnement des sections chaudes des moteurs aéronautiques.

Pourquoi est-il si populaire ? Trois raisons :

· Plafond de résistance élevé : à l'état vieilli, la résistance à la traction à température ambiante dépasse facilement 1 370 MPa.

· Excellente soudabilité : une réponse au vieillissement lente entraîne une tendance minimale à la fissuration après soudage ; il peut même être vieilli directement après soudage.

· Coût relativement maîtrisable : une teneur en fer d'environ 20 % le rend moins cher que les alliages à base de cobalt ou à base de nickel pur.

Propriétés de traction typiques d'une barre laminée à chaud à l'état hypertrempé + vieilli (citées du manuel Special Metals SMC-045, tableau 20) :

· Le froid le rend plus résistant, pas fragile : à -253 °C, la résistance à la traction atteint 1 636 MPa tandis que l'allongement est encore de 13,5 % — c'est ce qui le qualifie pour les réservoirs cryogéniques et les composants de fusée.

· Extrémité chaude : À 649 °C, il délivre encore 1 134 MPa, une température à laquelle la plupart des aciers inoxydables ont depuis longtemps abandonné.

· Fluage-rupture : à 704 °C / 517 MPa, la durée de vie à la rupture est de 68 heures avec un allongement de 10 %.

· Fatigue : la résistance à la fatigue en flexion rotative des pièces forgées vieillies à 10⁷ cycles est d'environ 479 MPa.

· Autres constantes physiques : masse volumique 8,19 g/cm³ ; plage de fusion 1 260–1 336 °C ; module d'élasticité à température ambiante ≈ 200 GPa (encore ≈ 171 GPa à 649 °C).

· Usinage : Généralement fourni à l'état laminé et recuit : usiner d'abord grossièrement pour obtenir la forme, puis vieillir jusqu'à la dureté finale — cela évite l'état de haute dureté qui est pénible à meuler.

· Soudage : Le soudage TIG avec fil de métal d'apport INCONEL Filler Metal 718 (AWS A5.14 / ERNiFeCr-2) est recommandé. Comme la réponse au vieillissement est lente, la pièce peut être vieillie directement après soudage sans étape intermédiaire de relaxation des contraintes, et l'efficacité du joint approche 100 %.

· Travail à chaud : Plage de travail 900–1 120 °C ; la dernière passe de forgeage doit être terminée à 900–955 °C avec une réduction minimale de 10–20 %. C'est la clé pour préserver la ductilité en entaille sous fluage-rupture.

· Aérospatial : disques de turbine, disques de compresseur, anneaux, carters, aubes, fixations, composants de fusée à propergol liquide.

· Turbines à gaz : disques et anneaux pour turbines à gaz terrestres.

· Pétrole et gaz : équipements de tête de puits, vannes et boulons conformes à la norme NACEMR0175.

· Ingénierie cryogénique : réservoirs d'hydrogène liquide/azote liquide et pièces structurelles basse température.

· Nucléaire et production d'électricité : les applications de qualité nucléaire sont couvertes par les cas de code ASME 1993 / 2206 / 2222.