Atouts et limites d’emploi des divers matériaux utilisés dans la construction des turboréacteurs

Advantages and limits of the various materials used for design of turbojet engines

SNECMA

Résumé

Dans les zones à température élevée des turboréacteurs, au-delà de 500/550° C, les alliages base nickel et, dans une faible mesure, les aciers réfractaires austénitiques sont presque exclusivement utilisés avec des développements d'alliages plus performants grâce à de nouvelles technologies telles que la solidification dirigée ou la métallurgie des poudres. Les alliages base cobalt très onéreux peuvent être pratiquement éliminés; les céramiques ou composites cétamiques ont quelques perspectives d'application.

Les alliages base nickel et surtout les aciers sont en compétition avec les alliages de titane pour les pièces travaillant en dessous de 500/550° C, les composites à matrice organique commencent à avoir des applications importantes en dessous de 200/250° C. Pour certaines pièces les choix sont difficiles et diffèrent suivant les types de moteur en fonction d'une optimisation performance/prix précise qui peut évoluer avec le contexte économique et technique.

Abstract

For heat affected areas of turbojet engines, above 500/550° C, nickel base alloys and, to a small extent, austenitic refractory steels are almost only used with development of more performing alloys thanks to new technologies such as directional solidification or powder metallurgy. Cobalt base alloys, which are very costly, can be pratically eliminated : ceramics or ceramics composites offer some application prospects.

Nickel base alloys and especially steels are competing with titanium alloys for parts operating below 500/550° C. Below 200/250° C, important application of fiber reinforced plastics has started. For some parts, selections are difficult and differ, according to the types of engines, depending on an accurate performance/cost optimization which can change due to the economical and technical environment.