Des matériaux de pointe pour des moteurs à réaction efficaces
L'industrie de l'aviation cherche de plus en plus des moteurs à réacteurs à réducteur pour des vols plus efficaces. Des matériaux innovants aux propriétés physiques et mécaniques optimisées permettront de réduire drastiquement la consommation de carburant et les émissions nocives. Les moteurs à réacteur à réducteur peuvent induire des températures très élevées dans certaines zones de la turbine et du carter réacteur. Le projet HITNIFO (développement d'un design de pointe et d'un processus de production de forgeages d'alliage basé Ni à hautes températures), financé par l'UE, a été lancé pour produire des matériaux hautes performances à faible coût en améliorant les processus, surmontant les problèmes liés à une mauvaise forgeabilité et soudabilité. Les partenaires du projet ont sélectionné des matériaux prometteurs pour le carter basé sur des alliages de nickel pour une utilisation à hautes températures. Dans un premier temps, ils ont mené des essais de recuit pour observer les changements dans les propriétés de la microstructure dus au temps et à la température. Ces essais ont également permis d'identifier l'impact principal sur les propriétés mécaniques telles que la limite d'élasticité, l'élongation et la rupture par fluage. Après avoir développé et simulé le processus de forgeage en matrice fermée, les partenaires du projet ont évalué l'impact du processus sur la microstructure du forgeage et les propriétés mécaniques. D'autres activités comprenaient des mesures de contrainte de fluage à sept températures différentes et deux vitesses de dilatation différentes, et une mesure de la capacité thermique et de la conductivité thermique. Les résultats ont fourni une base pour des simulations des éléments finis de la contrainte résiduelle du matériel. En particulier, les partenaires du projet ont effectué des simulations avec différentes densités de mailles pour estimer les distributions de la contrainte résiduelle dans les composants à géométrie complexe. Les simulations ont ensuite été comparées aux résultats expérimentaux. HITNIFO ouvre la voie au développement de moteurs avec des températures d'échappement supérieures et donc plus efficaces. L'utilisation d'alliages optimisés à base de nickel devrait permettre une diminution du poids du moteur et donc de l'avion, pour une réduction de la consommation de carburant.
Mots‑clés
Moteurs à réaction, hautes températures, réacteur à réducteur, forgeages d'alliage, alliages de nickel
