Fiche technique
CoCr20Ni15Mo / PHYNOX

Introduction

- SUPERALLIAGE AUSTENITIQUE DURCISSABLE A BASE DE COBALT
- SUPERALLIAGE A HAUTE LIMITE ELASTIQUE

A NOTER

- Le Phynox constitue souvent la solution la plus adaptée dès que les conditions d’exploitation sont sévères ou que les performances recherchées sont élevées.

GENERALITES

- Le Phynox est un alliage austénitique durcissant par écrouissage et capable d’un durcissement supplémentaire après traitement à température modérée (vers 500 °C).
- Le Phynox offre en plus de sa très haute limite élastique un ensemble de propriétés complémentaires, physiques, chimiques ou technologiques qui permet d’en tirer profit dans les applications les plus variées.
Les propriétés complémentaires sont essentiellement :
- La résistance remarquable à la corrosion et à la corrosion sous tension et à la fragilisation par l’hydrogène,
- La résistance à la fatigue,
- Ll’absence de vieillissement,
- L’amagnétisme,
- La tenue dans une large gamme de températures, de l’hélium liquide à 500 °C environ,
- La parfaite passivité vis à vis des tissus humains,
- La possibilité d’augmenter par revenu les caractéristiques mécaniques des pièces après leur mise en forme ce qui permet de dépasser les caractéristiques atteintes avec les autres alliages,
- Une absence de fragilité à froid (pas de température de transition), une température de service supérieure d’environ 100 °C à celle autorisée par les aciers inoxydable,
- Une inaltérabilité très supérieure à celle des aciers inoxydables au molybdène,
- Une limite élastique très élevée qui, combinée à un module d’élasticité (en traction ou en torsion) permet de stocker plus d’énergie pendant plus de temps et de la libérer plus vite.

APPLICATIONS

- Ressorts de moteurs d’horlogerie,
- Equipements navals,
- Ressorts de formes hélicoïdaux,
- Armements,
- Métrologie,
- Electronique,
- Aéronautique,
- Accouplements souples,
- Prothèses pour ostéosynthèse,
- Appareillages électriques et électroniques,
- Electrodes de stimulateurs cardio-vasculaires,
- Appareillages chimiques, pétroliers, aéronautiques, aérospatiaux,
- Colliers spéciaux de cerclage pour missiles,
- Equipements aéronautiques,
- Système ABS automobile,
- Système d’injection automobile,
- Prothèses,
- Appareillage médical,
- Diaphragmes divers,
- Ressorts pour imprimante.

PROPRIETES PHYSIQUES ET CARACTERISTIQUES MECANIQUES

1) Température de fusion :
1450 - 1460°C

2) Résistivité électrique à 20°C :
µΩ cm 95

3) Chaleur spécifique J/kg K :
450

4) Conductivité thermique W/m °K :
12,5

5) Coefficient de dilatation linéaire (x 10E-6)/°C :
12,5

6) Module d'élasticité kN/mm² :
215 (mou) - 190 (dur) - 225 (mou + traité) - 210 (dur + traité)

7) Coefficient de Poisson :
0.3

8) Module de rigidité :
77kN/mm²

9) Module de Young :
203,4 kN/mm²

10) Température de service approximative :
-185°C à +450°C

11) Conductivité électrique MS/m :
1.1

12) Densité :
8,3

13) Allongement - A% :
65

14) Résistance à la traction - Rm :
875 MPa

15) Limite d'élasticité - Rp0,2 :
450 MPa

TRAITEMENT THERMIQUE

- Un durcissement complémentaire est obtenu par un traitement de revenu. L’influence du revenu, négligeable sur du matériau recuit, est d’autant plus importante que le matériau a été écroui.
- Il est ainsi possible d’atteindre des résistances à la rupture supérieures à 2300 MPa.
- En combinant taux d’écrouissage et revenu, il est possible de régler les caractéristiques mécaniques.
- A caractéristique mécanique donnée, il est préférable de combiner un taux d’écrouissage et un revenu de durcissement plutôt que de régler les caractéristiques par le taux d’écrouissage uniquement.
- Ceci permet d’obtenir une meilleure stabilité dans le temps.
- Le traitement de durcissement final standard est de 3 heures à 520°C.
- Le traitement dans l’air n’altère pas les caractéristiques du matériau mais nuit à son aspect, le métal prenant une coloration jaune clair.
- Ainsi les traitements sous vide de l’ordre de 10-5 Torr ou sous atmosphère neutre (argon par exemple) sont recommandés.
- Certaines atmosphères considérées comme inertes d’après le seul critère de l’absence de coloration après traitement thermique doivent être utilisées avec prudence. C’est en particulier le cas des atmosphères d’hydrogène quI sont déconseillées bien qu’un étuvage permette, dans certains cas, de restaurer les propriétés du métal.

DISTRIBUTEURS

- ARCELOR MITTAL

INFORMATIONS DIVERSES

- Les propriétés mécaniques du Phynox augmentent avec l’écrouissage réalisé par laminage.
- Les caractéristiques mécaniques peuvent dépasser 1800 MPa par simple écrouissage.
- La limite élastique du Phynox diminue très lentement avec la température. Ce comportement est intéressant par rapport à celui des aciers à ressorts classiques du type « cordes à piano » et aciers inoxydables de la famille des 18-8. Ce comportement est lié, comme la très faible relaxation à froid du Phynox, à sa structure cristallographique et contribue à son absence de vieillissement.
- Le niveau encore élevé des caractéristiques du Phynox à des températures de l’ordre de 400°C et sa grande résistance à la corrosion lui ouvrent une gamme d’applications très diverses. Les variations du module d’élasticité avec la température ne se distinguent pas de celles des autres alliages.
- Le Phynox ne présente pas de fragilité particulière à basse température.
- Le Phynox n’est pas sensible aux acides organiques, il résiste parfaitement au brouillard salin et son comportement face aux acides minéraux est nettement supérieur à celui des meilleurs aciers inoxydables.
- Par ailleurs, sa remarquable passivité vis à vis des tissus humains fait qu’il est utilisé en ostéosynthèse (prothèses moulées et laminées).
- Les propriétés mécaniques à l’état de livraison sont celles d’un alliage austénitique.
- L’usinage doit être fait de référence avec des outils au carbure, car le Phynox durcit par écrouissage au cours du travail.
- La vitesse doit être modérée et les angles de dégagement particulièrement importants.Les travaux habituels de découpe et de mise en forme peuvent être effectués sur le métal écroui.
- En particulier, l’enroulage simple d’un ressort s’accommode bien d’un taux d’écrouissage aussi élevé que 85 %.
- Pour des mises en formes plus compliquées, un taux d’écrouissage modéré doit être adopté.
- Le Phynox peut être usiné électrochimiquement par certaines sociétés spécialisées.
- Le Phynox se soude bien : soudure électrique par points, par bombardement électronique, à l’arc sous argon.
- Le Phynox peut être brasé. Néanmoins, comme le durcissement par revenu ne peut être obtenu que dans les zones écrouies, on devra en tenir compte et réaliser la soudure ou la brasure dans les parties peu sollicitées des pièces ou utiliser une soudure discontinue.
- Indépendamment d’un décapage mécanique, la couche d’oxyde consécutive à un traitement à l’air peut être éliminée en immergeant les pièces dans un mélange composé de 5 % d’acide fluorhydrique et de 12 % d’acide nitrique, porté à ébullition.
- Le Phynox est livré sous forme de bandes. Les bandes laminées à froid peuvent être livrées suivant la demande, à l’état écroui ou recuit et cisaillées à la largeur d’utilisation.
- La largeur standard de livraison est une largeur inférieure à 100mm.
- Selon l’état de livraison (adouci, faiblement écroui, moyennement écroui ou fortement écroui), les épaisseurs de livraison standards sont comprises entre 0,050mm et 1,9mm.

SPECIFICATIONS

- ASTM F1058
- ISO 5832-7
- AMS 5833
- AMS 5834
- NACE MR0175
- ISO 15156-3