Quels sont les processus de post-traitement courants pour Pièces forgées en alliage de cobalt ?
1. Recuit en solution et durcissement par vieillissement : la pièce moulée est chauffée au-dessus de 900 °C à 1 000 °C et maintenue pour homogénéiser la microstructure de l'alliage, puis rapidement refroidie ; ensuite, le vieillissement est effectué dans la plage de 600 °C à 750 °C pour précipiter la phase de renforcement γ', améliorant ainsi la résistance à haute température.
2. Cémentation/nitruration : en infiltrant du carbone ou de l'azote à haute température, une couche durcie se forme, améliorant la résistance à l'usure de la surface et la résistance à la corrosion. Ceci est souvent utilisé pour prolonger la durée de vie des luminaires traités thermiquement.
3. Revêtement de surface (PVD, CVD, galvanoplastie au nickel) : le dépôt physique en phase vapeur (TiAlN, CrN, etc.) ou le dépôt chimique en phase vapeur (revêtement barrière thermique en céramique) et la galvanoplastie du nickel/chrome sont utilisés pour former une couche protectrice dense et résistante aux hautes températures, réduisant considérablement le taux d'oxydation.
4. Pressage isostatique à chaud (HIP) : le pressage isostatique est effectué dans des conditions de température et de pression élevées supérieures à 150 MPa (1 150 °C – 1 250 °C) pour éliminer la porosité de la coulée, affiner les grains et améliorer la densité globale et la durée de vie au fluage.
Comment les pièces forgées en alliage de cobalt se comportent-elles en termes de résistance aux températures élevées et au fluage dans les aubes de turbine de moteurs d'avion ?
1. Résistance à haute température : les alliages à base de cobalt (tels que la série CoCrW) maintiennent une limite d'élasticité et une résistance à la traction significatives entre 1 100 °C et 1 200 °C, grâce au renforcement par précipitation de la phase γ' et au renforcement par solution solide des éléments à point de fusion élevé (Cr, W).
2. Résistance au fluage
Les données expérimentales montrent que dans des conditions de 982°C et 151,8 MPa, le temps de rupture par fluage typique pour les pièces moulées à haute température est d'environ 40 heures, avec un taux de fluage en régime permanent compris entre 0,03 %/h et 0,05 %/h. Le raffinement de la taille des grains (par exemple, en ajoutant 5 % d'inoculant CoAl₂O₄) peut encore améliorer la contrôlabilité du taux de fluage.
3. Avantages microstructuraux
La structure biphasée γ′/γ, les carbures fins et la répartition uniforme des éléments d'alliage permettent aux pièces moulées de maintenir une bonne résistance à la déformation et à l'oxydation à haute température. Le pressage isostatique à chaud (HIP) améliore encore le renforcement des joints de grains, prolongeant ainsi la durée de vie au fluage.