SUPERALLIAGES AU NICKEL LE POUVOIR DE PROPULSER

Le terme « superalliage » est apparu dans les années 1940 pour désigner un groupe d’alliages mis au point pour les systèmes à haute température tels que turbocompresseurs et moteurs d’aéronefs. Les superalliages sont des matériaux métalliques capables de résister aux températures extrêmes en raison de leur stabilité microstructurale, de leur résistance à l’oxydation à haute température et, surtout, de leur résistance au fluage (à l’allongement) à haute température. Ces alliages s’utilisent largement dans nombre de systèmes à haute température tels que moteurs-fusées, soupapes d’échappement de moteurs à explosion, éléments de charpente de four, équipements de traitement thermique et composants de centrales nucléaires, mais aussi, de manière plus importante, dans les zones chaudes des turbines à gaz des centrales électriques et des turboréacteurs d’aviation. Il existe des superalliages au fer, au cobalt et au nickel, ces derniers étant de loin les plus courants. Les superalliages au nickel contiennent en général plus de 50 % de nickel et environ 20 % de chrome. Leur résistance peut être accrue par un renforcement en solution solide, par l’ajout d’éléments tels que le cobalt et le molybdène, ou par un durcissement structural dans lequel l’ajout d’aluminium, de titane ou de ces deux éléments produit les alliages possédant la plus grande résistance au fluage.

Ces alliages s’utilisent pour les composants essentiels des turbines à gaz, tels qu’aubes et tuyères, qui endurent des pressions et températures extrêmes.

Le rendement énergétique des turbines progresse à mesure que l’on maîtrise mieux la structure cristalline des superalliages constituant leurs aubes, d’abord en faisant croître les cristaux dans la même direction longitudinale, puis en produisant les aubes en un seul cristal afin d’améliorer leur résistance au fluage, et donc à l’allongement, pendant le fonctionnement. Par ailleurs, l’ajout de canaux de refroidissement servant à réduire la température des surfaces métalliques et l’application de revêtements destinés à ralentir l’oxydation permettent aux turbines de fonctionner à des températures encore plus élevées.

Les progrès de l’aéronautique ne cessent d’émerveiller, et ce grâce aux gains de puissance rendus possibles, en partie, par la résistance des superalliages au nickel.

Les superalliages au nickel contiennent en général plus de 50 % de nickel et environ 20 % de chrome. Ils servent à fabriquer les éléments devant endurer des pressions et températures extrêmes.