Article

1 - HISTORIQUE

2 - SÉLECTION DES SUPERALLIAGES

3 - MÉTALLURGIE DES SUPERALLIAGES

4 - ÉLABORATION

5 - TRANSFORMATION

6 - SUPERALLIAGES OBTENUS PAR FONDERIE

7 - SUPERALLIAGES OBTENUS PAR MÉTALLURGIE DES POUDRES

8 - TRAITEMENT THERMIQUE

9 - PARACHÈVEMENT : CONTRÔLES NON DESTRUCTIFS, USINAGE, SOUDAGE

10 - RELATIONS ENTRE STRUCTURES ET PROPRIÉTÉS

11 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

12 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : M4770 v1

Superalliages

Auteur(s) : Philippe HERITIER

Date de publication : 10 juil. 2022

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RÉSUMÉ

Cet article présente les superalliages, dont l’histoire évolue parallèlement à celle de l’aéronautique. En expliquant la métallurgie des superalliages, depuis leur composition chimique jusqu’à leur rôle dans le principe de durcissement, cette présentation détaille les principaux procédés de fabrication : élaboration sous vide suivi d’une refusion sous vide où sous laitier pour les alliages conventionnels forgés ou laminés ; atomisation sous vide et consolidation par extrusion et par forgeage isotherme pour les alliages issus de la métallurgie des poudres ; procédé de fonderie appliqué aux superalliages polycristallins, à solidification directionnelle et monocristallins ; transformation ; traitement thermique ; contrôles non destructifs.

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Auteur(s)

  • Philippe HERITIER : Sénior métallurgiste - Ancien Directeur technique (Recherche et développement, services métallurgiques, technique application) d’Aubert & Duval, Clermont Ferrand, France

INTRODUCTION

Le terme « superalliages » est généralement réservé aux alliages austénitiques qui, utilisés à des températures élevées, supérieures à 500 °C, présentent des propriétés mécaniques exceptionnelles :

  • résistance mécanique ;

  • ténacité ;

  • tenue au fluage ;

  • résistance à l’oxydation et à la corrosion ;

  • stabilité structurale.

Il existe trois familles de superalliages :

  • alliages base nickel ;

  • alliages base fer-nickel ;

  • alliages base cobalt.

Le développement des superalliages s’est largement appuyé sur les innovations issues de la chimie des alliages et des procédés de fabrication. Il a été principalement stimulé par les industries de l’aérospatiale et de l’énergie.

Si les superalliages ont eu un tel succès c’est parce qu’ils ont répondu aux exigences pressantes de propriétés en service. Il y a un siècle, générer une telle puissance dans les machines et les systèmes de propulsion était à peine imaginable. Les superalliages nous ont aidés à conquérir l’air et l’espace, à atteindre les profondeurs de la Terre et de l’océan, et à relever nombre d’autres défis de la vie moderne.

En tant que tels, ils méritent que leur histoire soit racontée, leur métallurgie expliquée, leur mise en œuvre illustrée. Il s’agit toutefois d’une tâche difficile. L’évolution de cette industrie s’est en effet déroulée au fil d’une multitude de petits et grands événements, d’une multitude d’inventions plus ou moins importantes, à la croisée des frontières, des nations, et des industries diverses. Tant de personnes ont contribué à l’état de l’art en 2022, que l’éclairage que l’on va tenter d’y apporter sera forcément imparfait. Mais il sera aussi exhaustif que possible.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m4770


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - KRACKE (A.) -   Superalloys, the most successful alloy system of modern times – Past, present and future.  -  7th International symposium on superalloys 718 and Derivatives, p. 13, TMS (The minerals, Metals and Materials Society) (2010).

  • (2) - HEANEY (J.A.), LASONDE (M.L.), POWELL (A.M.), BOND (B.J.), O’BRIEN (C.M.) -   Development of a new cast and wrought alloy (Rene 65) for high temperature applications.  -  8th International symposium on superalloys 718 and Derivatives, TMS (2014).

  • (3) - DEVAUX (A.), GEORGES (E.), HERITIER (P.) -   Properties of new C&W superalloys for high temperature disk applications.  -  Superalloys 718, 625, 706 and Various Derivatives, édité par OTT (E.), GROH (J.), BANIK (A.), DEMPSTER (I.), GABB (T.), HELMINK (R.), LIU (X.), MITCHELL (A.), SJOBERG (G.) et WUSATOWSKA-SARNEK (A.), TMS, p. 223-235 (2010).

  • (4) - GUEDOU (J.-Y.) -   Introduction des superalliages base nickel dans l’aéronautique.  -  Journée 3AF, Les superalliages base nickel ONERA, 16 juin 2016.

  • (5) - FRANCHET (J.M.) -   Superalliages...

1 Événements

International Symposium on Superalloys. Seven Springs. État-Unis. Conférence internationale sur les superalliages, qui a lieu tous les 4 ans. TMS (The minerals, Metals and Materials Society) http://www.tms.org

International Symposium on Superalloys 718 and Derivatives. Pittsburgh, État-Unis. Conférence sur les superalliages 718 et dérivés ayant lieu tous les 4 ans aux États-Unis. TMS (The Minerals, Metals and Materials Society) http://www.tms.org

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2 Annuaire

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2.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)

Proceedings of the International Symposium on Superalloys (Seven Springs) (1968-1972-1976-1980-1984-1988-1992-1996-2000-2004-2008-1012-2016- 2020)

Proceedings of the International symposium on superalloys 718 and Derivatives (1989-1991-1994-1997-2001-2005-2010-2014-2018)

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