Les grandes réalisations de l'industrie aérospatiale sont indissociables du développement et des avancées technologiques dans le domaine des matériaux aérospatiaux. La haute altitude, la vitesse élevée et la grande manœuvrabilité des avions de chasse exigent des matériaux de structure garantissant une résistance et une rigidité suffisantes. Les matériaux des moteurs doivent répondre aux exigences de résistance aux hautes températures ; les alliages haute température et les matériaux composites à base de céramique constituent les matériaux clés.
L'acier conventionnel s'adoucit au-delà de 300 °C, ce qui le rend inadapté aux environnements à haute température. La recherche d'un meilleur rendement de conversion énergétique exige des températures de fonctionnement de plus en plus élevées dans le domaine des moteurs thermiques. Des alliages haute température ont été développés pour un fonctionnement stable à des températures supérieures à 600 °C, et la technologie continue d'évoluer.
Les alliages haute température sont des matériaux clés pour les moteurs aérospatiaux. Ils sont divisés en alliages haute température à base de fer et en alliages haute température à base de nickel, selon leurs principaux éléments. Utilisés dans les moteurs aéronautiques depuis leur création, ils constituent des matériaux importants pour leur fabrication. Les performances du moteur dépendent largement de celles des alliages haute température. Dans les moteurs aéronautiques modernes, les alliages haute température représentent 40 à 60 % du poids total du moteur et sont principalement utilisés pour les quatre principaux composants de la partie chaude : chambres de combustion, guides, aubes et disques de turbine. Ils sont également utilisés pour des composants tels que les chargeurs, les anneaux, les chambres de combustion de charge et les tuyères de queue.
(La partie rouge du diagramme montre les alliages à haute température)
Alliages haute température à base de nickel Fonctionnant généralement à une température supérieure à 600 °C sous certaines conditions de contrainte, ils présentent non seulement une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion à haute température, mais aussi une résistance mécanique élevée, une résistance au fluage et à l'endurance, ainsi qu'une bonne résistance à la fatigue. Ils sont principalement utilisés dans les domaines de l'aérospatiale et de l'aviation, notamment pour la fabrication de composants structurels soumis à des températures élevées, tels que les aubes de moteurs d'avion, les disques de turbine et les chambres de combustion. Les alliages haute température à base de nickel se divisent en alliages haute température déformés, alliages haute température coulés et alliages haute température neufs, selon leur procédé de fabrication.
Avec l'augmentation constante de la température de travail des alliages réfractaires, la composition des alliages contient de plus en plus d'éléments de renforcement, ce qui rend certains alliages utilisables uniquement à l'état coulé et indéformables lors de l'usinage à chaud. De plus, l'augmentation de la teneur en éléments d'alliage entraîne une solidification des alliages à base de nickel, entraînant une forte ségrégation des composants, ce qui entraîne une hétérogénéité de la structure et des propriétés.L’utilisation du procédé de métallurgie des poudres pour produire des alliages à haute température peut résoudre les problèmes ci-dessus.En raison des petites particules de poudre, de la vitesse de refroidissement de la poudre, de l'élimination de la ségrégation, de l'amélioration de la malléabilité à chaud, de l'alliage de coulée d'origine en déformation malléable à chaud des alliages à haute température, de la limite d'élasticité et des propriétés de fatigue sont améliorées, l'alliage à haute température en poudre pour la production d'alliages à plus haute résistance a produit une nouvelle manière.
Date de publication : 19 janvier 2024