L’alliage 718 est l’alliage de nickel qui conserve une résistance élevée à température. Il tire cette résistance d’un traitement thermique et non de la presse seule : une mise en solution suivie d’un cycle de vieillissement contrôlé précipite de fines particules dans le métal, et ces particules bloquent le mouvement qui, sinon, laisserait la pièce se déformer. À l’état vieilli, il atteint environ 830 à 1 000 N/mm² de limite d’élasticité et 32 à 40 HRC, avec une résistance à la corrosion qui tient en eau de mer.
Longrui Forging forge, met en solution et vieillit l’alliage 718 en interne, dans le comté de Yunhe, Zhejiang, Chine : corps et couvercles de vanne, brides, moyeux et pièces sur mesure, de 5 kg à 520 kg par pièce, sur la presse multidirectionnelle de 6 000 T. Forgeage selon ASTM B564.
Ce qu’est l’alliage 718
La nuance s’écrit Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). Inconel 718 est la marque de Special Metals pour cet alliage, c’est pourquoi les plans, les relevés de traitement thermique et les certificats ici portent les noms d’alliage et UNS plutôt qu’une marque de producteur.
| Élément | Composition typique (%) |
|---|---|
| Nickel | 50,0 – 55,0 |
| Chrome | 17,0 – 21,0 |
| Niobium + tantale | 4,70 – 5,50 |
| Molybdène | 2,80 – 3,30 |
| Titane | 0,65 – 1,15 |
| Aluminium | 0,20 – 0,80 |
| Fer | Complément |
Un peu de contexte pour expliquer pourquoi cette nuance revient si souvent : le 718 a été développé pour les centrales à vapeur, puis adopté par l’aérospatiale pour sa résistance à l’oxydation à température, et c’est aujourd’hui la nuance la plus prescrite de la famille du nickel, y compris dans le pétrole et le gaz. Il est pratiquement non magnétique, et sa plage de fusion est d’environ 1 260 à 1 340 °C.
Comment le 718 obtient sa résistance
Trois additions d’alliage font le travail : le niobium, le titane et l’aluminium. Pendant la mise en solution, ils se dissolvent dans la base nickel, et pendant le cycle de vieillissement qui suit, ils ressortent sous forme de précipités très fins, dispersés dans le métal. Les précipités épinglent les caractéristiques microstructurales qui, sinon, glisseraient sous charge, ce qui transforme un alliage de nickel modérément résistant en alliage à haute résistance.
Deux conséquences pour l’acheteur :
- Le traitement thermique fait partie de la spécification. Le 718 est proposé en plusieurs niveaux de résistance selon l’avancement du vieillissement, le plan ou la spécification d’achat doit donc nommer l’état. Nous travaillons au niveau demandé par la spécification et enregistrons le cycle.
- La résistance a un plafond, et ce n’est pas la limite d’oxydation. L’essentiel de la résistance mécanique est conservé jusqu’à environ 650 °C ; au-delà, la nuance est choisie pour sa résistance à l’oxydation plutôt que pour sa résistance mécanique, et le fluage devient le cas de dimensionnement. Les fiches techniques annoncent des valeurs plus élevées pour une exposition de courte durée, il vaut donc mieux nommer la température de service et le code de dimensionnement plutôt que de choisir le chiffre le plus élevé d’un tableau.
Ce que le 718 exige à la forge
Comme les autres alliages de nickel, le 718 conserve une grande partie de sa résistance à chaud, ce qui fait travailler la presse davantage et rend la fenêtre de température utilisable plus étroite que pour l’acier au carbone ou l’acier inoxydable. De plus, cette nuance comporte une étape supplémentaire après le forgeage : la mise en solution, puis le vieillissement.
Sur un travail en 718, nous maintenons la billette à l’intérieur de la fenêtre que la nuance autorise, avec une température surveillée plutôt qu’estimée, puis nous mettons la pièce en solution et la faisons vieillir jusqu’au niveau de résistance nommé dans la spécification, en enregistrant le cycle pour qu’il figure sur le certificat. Les essais couvrent la composition chimique, les caractéristiques de traction, la résilience à basse température, la dureté et le contrôle par ultrasons, tous réalisés sur site ; les traces que laisse chaque étape sont présentées sur la page de contrôle qualité.
Usinage et soudage de l’Inconel 718
L’usinage est le domaine où les clients demandent le plus souvent un conseil, car le 718 est un matériau difficile à couper :
- Il s’écrouit sous l’action de la coupe, de sorte que les efforts de coupe augmentent et que l’outil doit être avancé franchement plutôt que frotté.
- Sa conductivité thermique est faible, ce qui retient la chaleur au bout de l’outil au lieu de l’évacuer dans le copeau.
- Les précipités qui donnent sa résistance à l’alliage sont abrasifs, ce qui use vite l’outil et impose des vitesses et des avances prudentes.
Deux points pratiques que nous transmettons : le 718 s’usine plus facilement à l’état mis en solution et donne un meilleur état de surface à l’état vieilli, c’est pourquoi les pièces complexes sont souvent dégrossies avant le vieillissement puis finies après. Le soudage est simple comparé à l’usinage, normalement avec un métal d’apport de nuance correspondante.
L’alliage 718 dans le pétrole et le gaz
La combinaison qui place le 718 sur les plans de têtes de puits et de fond de trou est une résistance élevée associée à une tenue à la corrosion sous contrainte en service acide et en milieu chloruré. Les spécifications qui l’accompagnent :
- API 6A et API 6A CRA pour les équipements de tête de puits et d’arbre de Noël
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, qui fixe les exigences relatives au matériau et à la dureté pour le service en présence de sulfure d’hydrogène
- AMS 5662 et AMS 5663 lorsque la pièce est destinée à l’aéronautique : 5662 couvre l’état mis en solution, 5663 la même pièce après vieillissement
Lorsqu’une limite de dureté est associée à l’état, nous travaillons à cette limite et la confirmons sur le certificat d’essai.
Ce que nous forgeons en 718
| Pièce | Gamme | Livrée sous |
|---|---|---|
| Corps et couvercles de vannes à boisseau sphérique | 1/2″ à 12″, Class 150 à 2500 | Forgée, mise en solution et vieillie |
| Brides et pièces annulaires | Selon plan | Comme ci-dessus |
| Moyeux, manchons, formes sur mesure | Selon plan, jusqu’à 520 kg | Bruts de forge, dégrossis ou finis d’usinage |
L’enveloppe d’usinage est de Ø600 × 1000 mm. La plage de poids sur la presse va de 5 kg à 520 kg par pièce.
Si vous hésitez entre les deux nuances à haute teneur en nickel, la différence est courte : le 625 a la teneur en alliage la plus élevée et la meilleure résistance à la corrosion, le 718 a la résistance la plus élevée et le coût le plus bas. La comparaison est présentée sur la page Alloy 625. Lorsque le service met en jeu un acide humide plutôt que des chlorures chauds, l’Alloy 825 couvre le besoin à moindre coût.
Normes, documents et essais
Les pièces en 718 sont forgées selon ASTM B564, la spécification de forgeage des alliages de nickel, et partent avec un certificat portant le numéro de coulée. Lorsqu’un projet exige des essais en présence d’un témoin, un 3.2 avec contresignature externe peut être organisé, chiffré comme poste séparé plutôt qu’intégré au prix de la pièce. Les commandes aérospatiales et pétrolières et gazières mentionnent souvent en plus des spécifications AMS ou API, et la matière première arrive avec son certificat de laminoir. Chaque pièce finie est contrôlée en identité avec un spectromètre XRF portable avant emballage.
Acheter des pièces forgées en Inconel 718 : ce qu’il faut vérifier
Un fournisseur de pièces forgées en Inconel 718 doit tenir deux choses à la fois, et les deux sont enregistrées plutôt que déclarées : l’alliage, et le traitement thermique qui en fait une pièce à haute résistance. Quatre contrôles règlent l’essentiel.
- Traçabilité de la coulée de bout en bout. Le numéro de coulée figurant sur le certificat de laminoir doit suivre la pièce à travers le découpage, le forgeage, le traitement thermique et l’usinage jusqu’à l’expédition, afin que la composition chimique indiquée sur le certificat corresponde à la pièce dans la caisse.
- Le cycle de vieillissement, nommé sur le certificat. La résistance du 718 provient de la mise en solution et du vieillissement qui suit, pas de la presse seule. Si l’état n’est pas nommé et enregistré, le niveau de résistance de la pièce n’est pas connu.
- La norme de forgeage et l’étendue des essais. ASTM B564 est la spécification de forgeage. Le contrôle par ultrasons, les essais de traction et de dureté sur la pièce elle-même, et les essais de résilience lorsque le service l’exige, sont ce qu’une spécification d’achat nomme habituellement.
- Un contrôle d’identité avant expédition. Une lecture XRF portable prise sur la pièce finie, comparée au numéro de coulée, ferme la boucle entre ce qui a été commandé et ce qui est expédié.
Où le forgeage se rentabilise
C’est la nuance où le forgeage rapporte le plus. Le 718 coûte plus cher au kilo que les aciers qui l’entourent, et les usineurs le classent parmi les plus difficiles à usiner ; le fait d’arriver près des cotes et d’être dégrossi avant vieillissement retire du coût à l’opération la plus chère de l’atelier. Parce que le forgeage, la mise en solution, le vieillissement et la finition sont tous réalisés ici, l’enregistrement de coulée, le résultat de dureté et les dimensions usinées appartiennent à une seule commande et à un seul numéro de coulée au lieu d’être transmis entre fournisseurs. Les presses vont de 2 000 à 6 000 tonnes, avec des pièces de 5 kg à 520 kg.
À lire également
- Pièces forgées en aciers duplex, inox et spéciaux
- Pièces forgées Grade 91 (ASTM A182 F91)
- Certificats de matière (EN 10204)
Questions fréquentes
Pouvez-vous forger des corps de vanne en Alloy 718 ?
Oui. Les pièces forgées de corps et de couvercles en 718 sont un travail courant ici, et comme le cycle de vieillissement est enregistré, les résultats de dureté et les résultats mécaniques accompagnent les pièces.
Quelle résistance atteint l’Alloy 718 ?
À l’état vieilli, typiquement une limite d’élasticité de 830 à 1 000 N/mm² avec une résistance à la traction supérieure à 1 000 N/mm² et une dureté de 32 à 40 HRC, selon le cycle de vieillissement et la dimension de la section. L’état doit être nommé sur le plan ou la spécification d’achat.
L’Alloy 718 convient-il au service acide ?
C’est l’une des nuances utilisées pour le service en présence de sulfure d’hydrogène, et NACE MR0175 / ISO 15156-3 est la spécification qui la régit. Lorsque la norme fixe une limite de dureté pour l’état, nous nous y conformons et rapportons le résultat.
Quelle est la différence entre l’Alloy 718 et l’Alloy 625 ?
Le 718 est durci par vieillissement, il atteint donc une résistance plus élevée et coûte moins cher. Le 625 est un alliage à solution solide avec une teneur en molybdène plus élevée, il résiste donc mieux à la corrosion dans la plupart des environnements. La comparaison complète figure sur la page Alloy 625.
Délivrez-vous des documents EN 10204 pour les pièces en 718 ?
Oui. Un certificat 3.1 est fourni de série, traçable jusqu’à la coulée. Un certificat 3.2, contresigné par un inspecteur extérieur à notre organisation, est fourni lorsque la spécification exige des essais en présence d’un témoin, et il fait l’objet d’un devis séparé.
Quelle est la composition de l’Inconel 718 ?
Nickel 50,0 à 55,0 %, chrome 17,0 à 21,0 %, niobium plus tantale 4,70 à 5,50 %, molybdène 2,80 à 3,30 %, titane 0,65 à 1,15 %, aluminium 0,20 à 0,80 %, fer : complément, comme indiqué dans le tableau ci-dessus. La nuance est aussi désignée UNS N07718 ou 2.4668. Une livraison ici est accompagnée de l’analyse de coulée plutôt que de valeurs typiques, de sorte que les valeurs peuvent être vérifiées par rapport à la norme.
Envoyez le plan, la spécification et les conditions de service ; le devis suivra.