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Hastelloy G-30

Un alliage de nickel à haute teneur en chrome, résistant à la corrosion, offrant d’excellentes performances dans les acides oxydants tels que l’acide nitrique et phosphorique. Idéal pour les composants usinés CNC dans les systèmes d’engrais, de décapage et de contrôle de la pollution.

Introduction au Hastelloy G-30

Le Hastelloy G-30 est un alliage base nickel résistant à la corrosion, offrant une résistance renforcée aux acides oxydants, en particulier l’acide nitrique, l’acide phosphorique et les mélanges d’acides forts avec des sels oxydants. Il a été développé comme une évolution du Hastelloy G, avec une meilleure stabilité thermique et une plage de résistance à la corrosion plus large. Ses principaux éléments d’alliage — chrome, fer, cobalt et cuivre — optimisent ses performances dans des environnements chimiques complexes.

Le G-30 est particulièrement apprécié pour les pièces usinées CNC utilisées dans la production d’engrais, les opérations de décapage et les circuits de procédé impliquant des oxydants puissants et des acides minéraux. Sa formabilité, sa résistance mécanique et sa résistance à la corrosion en font un matériau idéal pour des composants de haute précision en conditions de service agressives.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du Hastelloy G-30

Le Hastelloy G-30 (UNS N06030 / ASTM B582 / B619 / B622 / B626) est conçu pour offrir une résistance maximale à la corrosion en environnements acides oxydants, avec des gains de performance significatifs par rapport au Hastelloy G et à d’autres alliages à fort chrome.

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (pds.%)	Rôle clé
Nickel (Ni)	Équilibre (≥43,0)	Alliage de base pour la résistance à la corrosion
Chrome (Cr)	28,0–31,5	Résistance aux agents oxydants tels que l’acide nitrique et l’acide sulfurique
Fer (Fe)	13,0–17,0	Améliore la résistance structurelle
Cobalt (Co)	1,0–5,0	Renforce la résistance à la corrosion en milieux acides chlorurés
Molybdène (Mo)	4,0–6,0	Résiste à la corrosion localisée
Cuivre (Cu)	0,5–2,4	Augmente la résistance aux acides phosphorique et sulfurique
Tungstène (W)	≤1,5	Contribue à la résistance au piquage
Manganèse (Mn)	≤1,5	Soutient la mise en forme à chaud
Silicium (Si)	≤0,8	Limite la corrosion intergranulaire
Carbone (C)	≤0,03	Réduit la précipitation de carbures lors du soudage
Soufre (S)	≤0,02	Contrôlé pour éviter les fissures à chaud lors de l’usinage

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme/condition d’essai
Densité	8,22 g/cm³	ASTM B311
Plage de fusion	1355–1410°C	ASTM E1268
Conductivité thermique	10,0 W/m·K à 100°C	ASTM E1225
Résistivité électrique	1,18 µΩ·m à 20°C	ASTM B193
Dilatation thermique	12,0 µm/m·°C (20–300°C)	ASTM E228
Capacité calorifique massique	400 J/kg·K à 20°C	ASTM E1269
Module d’élasticité	200 GPa à 20°C	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	655–760 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2%)	275–345 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	≥35% (longueur de base 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureté	180–220 HB	ASTM E10
Résilience (choc)	Haute ductilité à températures ambiantes et négatives	ASTM E23

Caractéristiques clés du Hastelloy G-30

Excellente résistance aux acides oxydants : résiste à l’acide nitrique à 65%, à l’acide sulfurique à 75% et aux systèmes d’acides mixtes contenant des sels oxydants tels que les chlorures ferriques et cuivriques.
Stabilité thermique et microstructurale : résiste à la corrosion intergranulaire même après une exposition thermique prolongée entre 500–900°C.
Formabilité et soudabilité améliorées : adapté à l’usinage CNC de précision, au soudage et au formage, avec une sensibilisation aux carbures et une attaque des joints de grains minimales.
Performance anticorrosion : vitesses de corrosion <0,015 mm/an dans H₃PO₄ à 75% et <0,02 mm/an dans des flux d’acides mixtes nitrique + chlorures selon ASTM G31.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le Hastelloy G-30

Défis d’usinage

Écrouissage modéré

Bien que moins prononcé que sur les Hastelloy de la série C, le G-30 présente tout de même un durcissement de surface pouvant réduire la durée de vie outil et la qualité de surface.

Rétention de chaleur

La conductivité thermique limitée entraîne une accumulation de chaleur dans la zone de coupe, accélérant l’usure des outils.

Usure d’arête et grippage

L’adhérence à l’outil et le « smearing » matière peuvent réduire la précision dimensionnelle, surtout en usinage à sec ou avec un arrosage à faible pression.

Stratégies d’usinage optimisées

Choix des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau d’outil	Carbure revêtu PVD (K20–K30) ou plaquettes céramique	Bonne résistance à l’écrouissage et aux charges thermiques
Revêtement	AlTiN, TiAlCrN (3–5 µm)	Améliore la résistance à la chaleur et à l’usure
Géométrie	Angle de coupe positif (10°–12°), arête rodée (rayon 0,03 mm)	Réduit la pression de coupe et l’adhérence des copeaux

Paramètres de coupe (ISO 3685)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression de lubrifiant (bar)
Ébauche	15–22	0,20–0,30	2,0–3,5	90–120
Finition	25–35	0,05–0,10	0,5–1,0	120–150

Traitements de surface pour pièces en Hastelloy G-30 usinées

Pressage isostatique à chaud (HIP)

HIP améliore la tenue en fatigue et élimine les vides internes des pièces coulées ou fabriquées par AM, via 100–200 MPa à 1150°C.

Traitement thermique

Traitement thermique : mise en solution à 1120°C pour restaurer la résistance à la corrosion après usinage et soudage.

Soudage de superalliages

Soudage de superalliages avec métal d’apport ERNiCrMo-3 : maintien des performances anticorrosion via un faible apport thermique et un contrôle des températures interpasses.