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Hastelloy C-22

Un superalliage nickel-chrome-molybdène-tungstène offrant une résistance exceptionnelle à la corrosion par acides mixtes, aux attaques localisées et à la dégradation thermique. Idéal pour les composants usinés CNC dans des environnements industriels très corrosifs.

Introduction au Hastelloy C-22

Le Hastelloy C-22 est un alliage très polyvalent résistant à la corrosion, composé principalement de nickel, de chrome, de molybdène et de tungstène. Il offre une protection supérieure à la fois contre les environnements oxydants et réducteurs, notamment le chlore humide, les chlorures ferriques et cuivriques, l’acide nitrique et l’eau de mer. Sa résistance à la corrosion à large spectre en fait un matériau de choix pour les composants critiques destinés au procédé chimique, au traitement des déchets et aux applications marines.

Cet alliage est particulièrement apprécié en usinage CNC pour des pièces devant conserver une grande stabilité dimensionnelle, une intégrité mécanique élevée et une résistance au piquage, à la corrosion caverneuse (crevice) et à la fissuration par corrosion sous contrainte, surtout dans des milieux chimiques très agressifs ou à médias mixtes.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du Hastelloy C-22

Le Hastelloy C-22 (UNS N06022 / ASTM B575 / B564 / B619 / B622 / B626) est un alliage corroyé à base de nickel, reconnu pour sa résistance à la corrosion et sa stabilité métallurgique. Il offre des performances améliorées par rapport au Hastelloy C-276 et au C-4, notamment en environnements oxydants.

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (pds.%)	Rôle clé
Nickel (Ni)	Équilibre (≥56,0)	Assure la résistance à la corrosion sur diverses chimies
Chrome (Cr)	20,0–22,5	Essentiel contre les agents oxydants tels que l’acide nitrique
Molybdène (Mo)	12,5–14,5	Renforce la résistance au piquage et à la corrosion caverneuse
Fer (Fe)	2,0–6,0	Augmente la résistance mécanique
Tungstène (W)	2,5–3,5	Contribue à la résistance à la corrosion localisée
Cobalt (Co)	≤2,5	Contrôlé pour garantir la constance des propriétés
Carbone (C)	≤0,015	Limite la précipitation de carbures lors du soudage
Manganèse (Mn)	≤0,5	Aide au formage à chaud
Silicium (Si)	≤0,08	Faible teneur pour la résistance à la corrosion intergranulaire
Soufre (S)	≤0,02	Contrôlé pour éviter les fissures en CNC et au soudage

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme/condition d’essai
Densité	8,69 g/cm³	ASTM B311
Plage de fusion	1350–1400°C	ASTM E1268
Conductivité thermique	9,7 W/m·K à 100°C	ASTM E1225
Résistivité électrique	1,20 µΩ·m à 20°C	ASTM B193
Dilatation thermique	12,3 µm/m·°C (20–300°C)	ASTM E228
Capacité calorifique massique	390 J/kg·K à 20°C	ASTM E1269
Module d’élasticité	205 GPa à 20°C	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	690–760 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2%)	275–345 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	≥45% (longueur de base 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureté	180–220 HB	ASTM E10
Résilience (choc)	Excellente à température ambiante et sous zéro	ASTM E23

Caractéristiques clés du Hastelloy C-22

Résistance à la corrosion à large spectre : supporte les systèmes d’acides mixtes et les conditions oxydantes-réductrices, en surpassant le C-276 dans des milieux tels que l’acide nitrique à 70% contenant des ions chlorure.
Résistance aux attaques localisées : PREN >50 ; vitesses de corrosion <0,02 mm/an dans le chlorure ferrique et en HCl >6%.
Stabilité thermique : résistant à la sensibilisation et à la précipitation aux joints de grains lors d’expositions prolongées entre 600–1040°C.
Usinage de précision : idéal pour les applications CNC nécessitant des tolérances de ±0,01 mm et des états de surface <Ra 0,8 µm.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le Hastelloy C-22

Défis d’usinage

Écrouissage

Un taux d’écrouissage élevé (n ≈ 0,35) impose des passes suffisamment profondes et régulières afin d’éviter une dureté de surface excessive et les vibrations (chatter).

Faible conductivité thermique

Entraîne une forte accumulation de chaleur en zone de coupe (jusqu’à 600–800°C), réduisant la durée de vie outil en usinage à sec ou avec arrosage simple.

Contrôle des copeaux

Les copeaux sont tenaces et filandreux, augmentant le risque d’emmêlement et de dégradation de l’état de surface sans brise-copeaux.

Stratégies d’usinage optimisées

Choix des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau d’outil	Carbure revêtu PVD (K20–K30) ou plaquettes céramique	Conserve la dureté d’arête à des températures de coupe >700°C
Revêtement	AlTiN ou AlCrN (3–5 µm)	Réduit l’usure thermique et le frottement
Géométrie	Angle de coupe positif (10–12°), arête rodée 0,02–0,05 mm	Équilibre le tranchant et le contrôle des copeaux

Paramètres de coupe (ISO 3685)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression de lubrifiant (bar)
Ébauche	10–18	0,20–0,30	2,0–3,0	100–120
Finition	20–35	0,05–0,10	0,5–1,0	120–150

Traitements de surface pour pièces en Hastelloy C-22 usinées

Pressage isostatique à chaud (HIP)

HIP à 100–200 MPa et 1150°C augmente la résistance en fatigue jusqu’à 30% et réduit les microvides dans les pièces moulées ou fabriquées par ajout de matière (AM).

Traitement thermique

Traitement thermique à 1120°C ±10°C suivi d’un refroidissement rapide empêche la formation de phases intermétalliques et assure une résistance à la corrosion à long terme dans des milieux HCl + HNO₃.

Soudage de superalliages

Soudage de superalliages utilise le GTAW avec métal d’apport ERNiCrMo-10 et un apport thermique <1,5 kJ/mm, garantissant des vitesses de corrosion après soudage <0,02 mm/an.

Revêtement barrière thermique (TBC)

Revêtement TBC jusqu’à 250 µm protège les composants usinés CNC contre les vapeurs acides et les cycles thermiques au-delà de 800°C.

Usinage par décharge électrique (EDM)

EDM permet des tolérances jusqu’à ±0,005 mm et un état de surface Ra <0,6 µm pour des géométries internes complexes.

Perçage profond

Perçage profond permet des rapports L/D jusqu’à 30:1 dans des plaques tubulaires de réacteurs et des composants de scrubbers, grâce à l’arrosage interne.

Essais et analyses matériaux

Essais matériaux incluent des essais de corrosion ASTM G28, la corrosion intergranulaire (ASTM A262 Prat. C), des essais de traction (ASTM E8) et la validation de dureté (ASTM E18).

Applications industrielles des composants en Hastelloy C-22

Industrie des procédés chimiques

Pompes, vannes et raccords exposés aux solvants chlorés, aux mélanges HNO₃–HF et aux flux gazeux d’acides mixtes.

Traitement des déchets et contrôle de la pollution

Composants d’oxydateurs thermiques, de laveurs (scrubbers) d’incinération et de réacteurs de déchets dangereux, exposés à des espèces oxydantes et réductrices.