Quelle est la différence entre Nimonic 90 et Waspaloy ?

Nimonic 90 et Waspaloy sont deux superalliages Ni-Cr-Co durcis par précipitation γ' très proches en composition et propriétés. Waspaloy contient plus de Mo (4% vs 0% dans Nimonic 90) ce qui améliore légèrement la résistance au fluage. En pratique : Waspaloy domine en aéronautique américaine (spec AMS 5704/5708), Nimonic 90 en aéronautique européenne (BS HR3). Les paramètres d'usinage sont quasi identiques — Waspaloy est légèrement plus difficile à usiner (Rm 50–100 MPa supérieur).

Doit-on usiner avant ou après traitement thermique ?

Toujours préférer l'usinage en état recuit (solution treated) avant vieillissement. L'état solution annealed a une dureté de ~250 HB vs 340+ HB après vieillissement — soit 30–40% de gain en usinabilité. Séquence optimale : 1) Ébauche en état recuit (Rm ~800 MPa). 2) Traitement thermique de vieillissement (720–850°C, 8–16h). 3) Finition par rectification ou tournage dur CBN. Les tolérances finales sont réalisées après TT pour compenser la déformation.

Peut-on utiliser des outils céramique sur le Nimonic 90 ?

Oui — la céramique SiAlON est efficace sur le Nimonic 90 en tournage de finition et semi-finition (Vc 200–400 m/min, fn 0.08–0.20 mm/tr, ap 0.5–2 mm). Avantages : durée de vie 5–10× supérieure au carbure à ces vitesses, meilleure productivité. Inconvénients : fragile (pas d'interruptions de coupe, pas d'arrosage liquide — utiliser de l'air). En fraisage, les outils céramique sont moins adaptés (interruptions de coupe). Carbure submicron TiAlN reste la solution polyvalente.

Quelles sont les spécifications matière de référence pour le Nimonic 90 aéronautique ?

Nimonic 90 en aéronautique : BS HR3 (British Standard, utilisé par RR/GKN), AMS 5829 (équivalent américain pour barres forgées), DTD 5014 (spec défense UK, aubes de turbine). Pour la traçabilité : certificat matière EN 10204 3.2 (signé par organisme tiers) obligatoire dans la chaîne d'approvisionnement aéro. Test obligatoires sur coulée : résistance traction, limite d'endurance, fluage à 850°C/230 MPa/100h. Conserver les certificats dans le dossier de fabrication.

Comment contrôler la qualité de surface après usinage Nimonic 90 ?

Contrôles de qualité surface sur Nimonic 90 (pièces aéro) : 1) Rugosimètre Ra — spécification typique Ra ≤ 0.8 µm pour les surfaces fonctionnelles. 2) Contrôle de dureté Vickers en surface (HV0.3) — détecte l'écrouissage excessif et les brûlures de rectification. 3) Ressuage (PT/FP) pour détecter les micro-fissures en surface après rectification intensive. 4) Inspection visuelle sous loupe × 10 — chercher les marques d'outils, micro-écaillages, brûlures. 5) Pour les pièces critiques : inspection par courants de Foucault (ET) en profondeur.

SUPERALLIAGES NICKELTRÈS DIFFICILE

Nimonic 90 — 2.4632 (BS HR3)

Le Nimonic 90 est un superalliage Ni-Cr-Co durci par précipitation γ' (Ni₃(Ti,Al)), utilisé pour les aubes de turbine, disques et composants de moteur jusqu'à 920°C. Très haute résistance mécanique (Rm 1100–1300 MPa), usinage extrêmement difficile.

Propriétés

Désignation	Nimonic® 90 / 2.4632 / BS HR3
Composition	Ni ~55% / Cr 18–21% / Co 15–21% / Ti 2–3% / Al 1–2%
Mécanisme de durcissement	Précipitation γ' (Ni₃(Ti,Al))
Rm	1100–1300 MPa
Re	700–900 MPa
Dureté	310–370 HB (état T+vieilli)
Température d'utilisation max	920°C (contrainte) / 1050°C (oxydation)
Densité	8.18 g/cm³
Machinabilité	~15% (réf. acier libre)

Paramètres de coupe

Opération	Vc (m/min)	f / fz	ap (mm)	Note
Tournage ébauche	15–25	0.08–0.20 mm/tr	0.8–2	Carbure submicron TiAlN, arrosage HP 70+ bar
Tournage finition	20–35	0.05–0.10 mm/tr	0.2–0.6	CBN ou céramique SiAlON pour finition
Fraisage ébauche	12–20	0.03–0.06 mm/dt	0.5–1	4–5 dents TiAlN, ae ≤ 15% D, trochoïdal préféré
Fraisage trochoïdal	20–30	0.05–0.08 mm/dt	1.5–3	ae 3–5% D, réduction usure par chaleur
Perçage	8–15	0.04–0.10 mm/tr	—	Foret carbure TiAlN, q ≤ 0.5D par débourrage
Rectification	20–30 m/s	—	0.01–0.05	CBN vitrifiée, arrosage abondant

Cas atelier — Tournage aube de turbine Nimonic 90, profil vrillé

Matière	Nimonic 90 forgé 2.4632, état solution+vieilli, HB 340
Opération	Tournage ébauche pied d'aube cylindrique Ø42
Outil	Plaquette CNMG 120408 carbure submicron, revêtement TiAlN multi-couches
Vc	22 m/min → N = 1000 × 22 / (π × 42) ≈ 167 tr/min
f	0.15 mm/tr, ap = 1.2 mm — avance maintenue, jamais ralentir
Arrosage	Huile entière HP 80 bar, buses ciblées arête + flanc
Remplacement outil	Préventif après 10 min de coupe effective
Finition	Rectification CBN post-traitement thermique

Vérifier la vitesse de rotation : Calculateur Vc → N →

📖 Voir aussi : Waspaloy · Inconel 718

← Superalliages