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Inconel 617

Alliage nickel-chrome-cobalt-molybdène offrant une résistance exceptionnelle à haute température et une excellente tenue à l’oxydation. Conçu pour les applications énergétiques et aéronautiques exigeantes.

Introduction à l’Inconel 617

L’Inconel 617 est un alliage nickel-chrome-cobalt-molybdène, renforcé par solution solide, conçu pour des applications à haute température exigeant une résistance exceptionnelle au fluage, une stabilité thermique élevée et une excellente résistance à la corrosion. Capable de fonctionner au-delà de 1000°C (1832°F), cet alliage est idéal pour des environnements de service extrêmes tels que les turbines à gaz, les réacteurs pétrochimiques et les échangeurs de chaleur des installations nucléaires.

Principalement composé de Ni (44–62%), Cr (20–24%), Co (10–15%) et Mo (8–10%), l’Inconel 617 offre une résistance remarquable à l’oxydation, à la carburation et à divers gaz corrosifs. Sa résistance élevée à la rupture par fluage et sa bonne soudabilité en font un choix de premier plan pour les composants soumis à des contraintes thermiques prolongées.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de l’Inconel 617

L’Inconel 617 (UNS N06617 / W.Nr. 2.4663) est défini par les normes ASTM B166, B167 et B168. Ses propriétés permettent son utilisation dans des systèmes énergétiques avancés et des applications aéronautiques.

Composition chimique (ASTM B166)

Élément	Plage de composition (en % massique)	Rôle clé
Nickel (Ni)	44,5 min.	Élément de base assurant résistance à la corrosion et résistance mécanique.
Chrome (Cr)	20,0–24,0	Apporte résistance à l’oxydation et à la corrosion.
Cobalt (Co)	10,0–15,0	Améliore la résistance à haute température.
Molybdène (Mo)	8,0–10,0	Augmente la résistance au fluage et la résistance à la corrosion.
Aluminium (Al)	0,8–1,5	Améliore la résistance à l’oxydation.
Carbone (C)	0,05–0,15	Renforce la résistance à la rupture par fluage.
Fer (Fe)	≤3,0	Renforcement secondaire et maîtrise des coûts.
Silicium (Si)	≤1,0	Améliore le comportement à l’oxydation.
Manganèse (Mn)	≤1,0	Améliore l’aptitude au travail à chaud.
Soufre (S)	≤0,015	Teneur contrôlée pour éviter la fissuration à chaud.

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme/condition d’essai
Densité	8,36 g/cm³	ASTM B311
Plage de fusion	1330–1380°C	ASTM E1268 (DTA)
Conductivité thermique	11,2 W/m·K à 100°C	ASTM E1225
Résistivité électrique	1,13 µΩ·m à 20°C	ASTM B193
Dilatation thermique	13,8 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Capacité calorifique massique	450 J/kg·K à 20°C	ASTM E1269
Module d’élasticité	215 GPa à 20°C	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit – ASTM B166)

Propriété	Valeur	Norme d’essai
Résistance à la traction	540–755 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2%)	275–365 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	≥30% (longueur utile 50 mm)	ASTM E8/E8M
Dureté	170–210 HB	ASTM E10

Caractéristiques clés de l’Inconel 617

Résistance à haute température : conserve une résistance à la traction supérieure à 540 MPa à 800°C et à 320 MPa à 1000°C — idéal pour une exposition longue durée dans les turbines à gaz et les réacteurs énergétiques.
Excellente résistance à l’oxydation : forme un film d’oxyde stable grâce à la synergie Cr–Al–Co, supportant des températures jusqu’à 1100°C à l’air sans écaillage ni desquamation.
Résistance au fluage : supporte des contraintes jusqu’à 80 MPa pendant 10 000 heures à 900°C, surpassant l’Inconel 625 et le 800H en essais de rupture sous contrainte (stress-rupture).
Résistance à la corrosion : excellente résistance à la piqûration en milieu chloruré, aux gaz carburants et aux environnements réducteurs/oxydants. Vitesse de corrosion inférieure à 0,05 mm/an dans de l’HNO₃ bouillant à 65%.

Défis et solutions d’usinage CNC pour l’Inconel 617

Défis d’usinage

Usure des outils et écrouissage

Exposant d’écrouissage ~0,4 entraînant un durcissement rapide de la surface.
Réduit la durée de vie des outils carbure à 10–20 minutes en ébauche conventionnelle.

Charge thermique

Génère des températures de coupe supérieures à 950–1050°C.
Peut provoquer microfissuration et instabilité dimensionnelle.

Formation des copeaux

Produit des copeaux tenaces et continus ; charge outil élevée et évacuation des copeaux difficile.

Stratégies d’usinage optimisées

Sélection d’outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau d’outil	Carbure revêtu PVD (p. ex. GC4325) ou céramique.	Résiste aux températures de coupe élevées.
Revêtement	TiAlN ou AlCrN (2–4 µm).	Limite l’usure thermique et abrasive.
Géométrie	Angle de coupe positif (6°–10°), arête rodée.	Réduit les efforts de coupe.

Paramètres de coupe (ISO 3685)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de coupe (mm)	Pression d’arrosage (bar)
Ébauche	15–25	0,15–0,25	2–3	80–120
Finition	30–45	0,05–0,10	0,5–1,0	100–150

Traitements de surface pour les pièces Inconel 617 usinées

Revêtement PVD

Les revêtements TiAlN/AlCrN renforcent la résistance à l’usure pour les composants fonctionnant au-delà de 900°C.
Dureté jusqu’à 3000 HV, réduit le frottement et l’usure par diffusion.

Passivation (ASTM A967)

Élimine la contamination ferreuse après usinage, améliorant la résistance à la corrosion.
Critique pour les applications marines, pétrochimiques et nucléaires.

Rechargement laser (Laser Cladding)

Dépôt d’Inconel 625 ou d’alliages base cobalt pour renforcer la surface.
Idéal pour la réparation de pièces critiques à l’usure (disques de turbine, conduits de transition).

Polissage électrochimique

Permet d’atteindre un état miroir avec Ra < 0,3 µm.
Élimine les micro-défauts induits par l’usinage pour les pièces sensibles à la fatigue.

Applications industrielles des composants en Inconel 617

Turbines à gaz et production d’énergie

Revêtements de chambre de combustion, conduits de transition et carters de turbine.
Résiste aux gradients thermiques et à la fatigue à grand nombre de cycles.