Propriétés du cupro-aluminium

Principales Propriétés des Alliages Cupro-Aluminium

Cupro Aluminium

Définition des alliages de cupro aluminium

Les cupro aluminium sont une famille d’alliages cuivreux contenant de l’aluminium, du nickel et du fer; l’addition de ces éléments permet d’améliorer les caractéristiques mécaniques, la résistance à la corrosion et/ou l’usinabilité et permet d’obtenir plusieurs nuances documentées dans différentes normes .

Les cupro alu ont des propriétés utiles dans les applications de vannes/robinetterie, pompes, échangeurs thermiques et la construction navale (dont la propulsion), en particulier en raison de la bonne résistance à la corrosion marine, mais pas uniquement :

  • Bonnes caractéristiques mécaniques
  • Densité inférieure à l’acier
  • Non étincelante
  • Faible perméabilité mécanique ( jusqu’à <1.03µ pour certaines nuances)
  • Résistance à la corrosion élevée (en particulier la corrosion marine)
  • Bonne résistance à la corrosion sous contrainte
  • Propriétés cryogéniques intéressantes
  • Résistance à la cavitation
  • Résistance biofouling
  • Plus économique que le Titane

Le principal avantage des cupro vient de la mince couche d’oxyde qui forme un film auto réparateur bien supérieur dans le temps à toute solution acier revêtu par des peintures anti-corrosion.

Dans le cas où les propriétés mécaniques des alliages cupro aluminium standards ne sont pas suffisantes, il existe des nuances spécifiques telles que l’Inoxyda 154 qui sont disponibles :

Tensite Strength
Rm in MPa
Yield Strength
0.2 Rm in M pa
Elongation
A%
Hardness
HB
CuAI10Fe5Ni5
EN 1982
600 250 13 140
INOXYDA 154(*) 750 450 8 200

Propriétés qui peuvent encore être améliorées par le rajout d’une opération de forgeage.

Critère important dans toutes les applications de pompes, turbine et propulsion navale, la cavitation est le résultat de bulles d’air qui se créent et lors de leur implosion peuvent endommager les pales. Le cupro aluminium a une bonne résistance à la cavitation d’où son utilisation régulière dans les applications de propulsion navale

Les applications cryogéniques nécessitent l’utilisation d’alliages résistants aux très basses températures. Contrairement à la plupart des aciers, les cupro aluminiums ne sont pas fragilisés et ne perdent pas leur stabilité dimensionnelle même jusqu’à -190°c. Pour ces applications, Inoxyda a développé une nuance spécifique, l’Inoxyda 3 Cryo, qui peut être employée en particulier dans les applications de robinetterie et de pompes.

Le biofouling est le développement d’algues dans les systèmes utilisant de l’eau de mer, en particulier à certaines températures et peuvent être la source d’opérations de maintenance coûteuses.

Les alliages avec un % de cuivre élevé ont la caractéristique de limiter la prolifération des algues grâce à la lente dissolution d’ions cuivre.

Les cupro aluminium ont 2 avantages principaux sur les alliages Titane, acier duplex ou super duplex régulièrement utilisés dans des applications similaires :

  • L’usinabilité du cupro aluminium est facile et rapide
  • Les cupro aluminiums sont aisément réparables par soudure en utilisant le même métal d’apport

Pour plus d’informations techniques sur les cupro aluminium on peut se tourner vers le guide : the Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers, publié par Ivan Richardson et le Copper Development Association

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Normes

Normes

Les alliages de cupro aluminiums sont maintenant bien connus et documentés dans différentes normes dont les plus courantes sont :

Normes internationales : EN 1982 / BS 1400 / ASTM B 148 / ASTM B171 / ASTM B 505

Normes militaires : DEF STAN / STF / GAMM MM11 / GAMM MM12 / MIL-STD

Alliages spécifiques :

- Inoxyda 90 : pour les tôles et les échangeurs thermiques
- Inoxyda 3 Cryo : pour les applications cryogéniques
- Inoxyda 72 : pour la résistance à l’usure

- Inoxyda 53 AMA : pour les applications à faible perméabilité magnétique
- Inoxyda 154 : pour les caractéristiques mécaniques élevées

Applications

Le cupro aluminium sont disponibles dans plusieurs nuances et procédés de fabrication qui permettent leur utilisation dans de nombreuses applications industrielles dont :