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" Matière d'addition pour métaux ferreux."
Cette invention est- relative à l'addition aux fontes ou aciers, de nickel ou de nickel avec d'au-tees matières d'alliage, telles que le chrome. L'invention a pour bat de remédier à la difficulté qui résulte du point de fusion élevéde telles additions, principa- lement en comparaison avec la fonte et beaucoup d'a- ciers.
Du nickel et d'autres éléments sont additionnés à la fonte pour améliorer ses propriétés sous de nom- breux rapports, par exemple, pour assurer une augmen- tation de la dureté, de la résistance ou flexibilité, amélioration de l'usinage, raffinage du grain, etc.
L'élément nickel influence favorablement toutes ces propriétés mais pour n'importe quelle application, on a trouvé que des combinaisons de nicel avec d'au- tres éléments d'alliage, tels que le chrome , le man- ganèse, le molybdène, le tungstène, le phosphore et le silicium, sont supérieures au point de vue des pro- priétés produites dans le fer résultant. Ainsi, une
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combinaison de nickel et de soufre, additionnée aa fer, permet d'obtenir an fer avec on plus grand pour- centage de carbone combiné, et, conséquemment, d'une structure plus dare, plus résistant à la fatigae, quoique probablement avec des propriétés d'usinage di- minuées.
D'autre part, peut l'addition d'unmélange de nickel, de silicium et de tungstène, on peut produire un fer qui, en même temps que le maximum de dureté, possède une faculté d'us très satisfaisante.
Lorsque du nickel métallique ordinaire est addi- tionné à. la fonte fondue dans la poche de fonderie, il est difficile d'en empêcher la séparation par suite de fusion incomplète-dû, nickel et de même, dans certains cas, il y a. une tendance à la production de soufflures,
La présente invention est destinée à éviter ces diffi- caltés qui, principalement , sont dues au fait, que la fonte fond à une température bien inférieure que le nickel et à l'introduction d'une faible quantité d'oxy- gène ou. d'oxyde avec le nickel. L'invention consiste à allier avec le nickel ou avec l'alliage de nickel, avant son addition au métal ferreux, une ou des substan- ces qui abaisse le point le fusion du.
nickel ou de l'alliage de nickel et qui ne peuvent exercer aucune action nuisible sur le métal ferreux auquel le nickel est additionné.
Lorsque le nickel est additionné de cette façon, on y ajoute de préférence au préalable, de 1% à envi- ron 3% de carbone et environ de 1% à environ 15% de silicium. En pratique, on a employé avec succès 2 à 6 pour cent de silicium et environ 3/4 à 1 pour cent de carbone dans le nickel et le nickel ainsi combiné possède an point de fusion suffisamment rapproché de celai de la fonte, de sorte qu'il peut fondre et se dissoudre dans la fonte et qu'un excellent alliage de
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fonte au nickel peut être produit, On a utilisé sou- vent, comme addition à la fonte, 5 pour cent de nickel ainsi traité.
Il y a lieu de remarquer qu'avec les quantités préférées de silicium et de carbone addition- néesau nickel, il n'y a pas de changement matériel dans le pourcentage de ces métalloïdes dans l'alliage de fonte au niokel final )et que les additions au nic- kel sont, de préférence, faites dans un pourcentage tel, qu'il n'y a pas de changement matériel dans le pourcentage de métalloïdes de la fonte. Ceci est un des avantages de l'addition au nickel de matières qui ne changent pas matériellement l'analyse de la fonte elle-même. L'effet du silicium et du carbone est éga- lement avantageux dans ce que leur présence tend a éliminer toutes traces d'oxydes dans l'addition du nickel, lesquels oxydes peuvent réagir avec le carbo- ne du fer pour produire des soufflures.
Outre le silicium et le carbone, de l'aluminium peut également être additionné au nickel. L'aluminium sert également pour légèrement diminuer davantage le point de fusion et pour prévenir toutes traces d'oxyda- tion, . Il a également un effet désoxydant sur les métaux ferreux dont le nickel est fait. Lorsque cette matière est additionnée au fer, elle tend également a produire une quantité notable de chaleur par réac- tion chimique, qui tend à soutenir la température du fer fondu et à procurer un temps plus long pour la dis- solution du nickel, @'aluminium est, de préférence, ad- ditionné au nickel dans un pourcentage de 0,1 à 5 pour cent et l'expérience a montré, que l'on peut addition- ner 1 pour cent avec de bons résultats.
L'alliage de nickel est, de préférence, formé en grains ronds avant d'être additionné à la fonte ou ma- tière ferreuse. Lorsque de l'aluminium est addition-
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né à l'alliage de nickel, il tend à changer la forme des grains ronds, qui passe de celle de globales ronds, à celle de petites particules pailletées ayant ane plus grande surface par rapport au volume et donnant conséquemiBnt lieu à une dissolution plus rapide dans le fer.
Les adaitoins au nickel peuvent être faites de n'importe quelle manière désirable, par exemple, le silicium peut être additionné sous tonne de ferro-si- licium et le carbone, soit sono forme de carbone amor- phe, ou de coke de goudron.
Le nickel avec son point de fusion abaissé, par suite des additions qui y ont été faites, peut être additionné dans la eoupelle sous forme d'un petit lingot mélangé avec la charge de la coupelle et être ainsi fondu à mesure de la fusion de la fonte dans la coupelle, lorsque toute la charge de la coupelle doit tre utilisée sous forme d'alliage. Du phosphore peut être additionné au. nickel avec ou sans les additions mentionnées, mais il ne doit être utilisé que dans des proportions limitées et dans des cas spéciaux. lans lesquels il ne peut exercer d'effets nuisibles sur le métal ferreux auquel on additionne la matière à base de nickel.
En utilisant des grains ayant une teneur éle- vée en carbone et une faible teneur en silicium, on a obtenu de bons résultats avec des grains passant au tamis de 1/4 pouce.
Si d'autres éléments d'alliage sont combinés avec le nickel, ils sont immédiatement absorbés par le fer fondu. Si les éléments d'alliage sont additionnés au carbone, silicium et nickel, dans la gamme des pour- centages donnés dans le tableau ci-dessous, la combi- naison résultante possède an point de fusion plus bas que celui des constituants individuels ou des oombi-
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e.01'IVJ1H.ea /IJ naiso uel7.es, et dans bien des cas, le point de fusion est même -plus bas que celai des combinaisons
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carbone-eilicium-niokel déjà décrites.
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Nickel <SEP> Silicium <SEP> Carbone
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<tb> Balance <SEP> 1-10 <SEP> 0,25-2,5%
<tb>
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11 11 If U,l-5;ô Aluminium " If " 1,00-50% Chroma " tt " l ,oo-506 Manganèse 11 " " 1,00-30% Caivre " If " l,Uü-50,ô Tungstène " " " I,OO-50,'b Molybdène " " " U , Ol-150 .Phosphore " " " 0,01-25,ô 8oa.fL'e Les combinaisons ci-dessus, sous forme de lingots de dimensions variées ou dans la forme de grains, sont particulièrement b ian appropriées comme addition à la fonte, soit dans la coupelle ou dans la poche de fonde- rie. Naturellement, les combinaisons à utiliser pour différent types de fer a utiliser dans différents buts commerciaux, varie énormément, puisque les qualités désirées de la fonte varient également pour ces diffé- rentes applications.
Ainsi, dans un but, on exige du fer doux usinable en sections minces, tandis qp:e dans un autre cas, on peut exiger du fer qui est usinable
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mais dur. Dans le tableau ci-,dessus, on n'a donné la gamme des pourcentages que pour les cas dans lesquels un autre élément est seulement additionné à la combinai-
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son uarbone-silinium-niokel. Il est toutefois évident, que des combinaisons de deux ou plusieurs de ces éléments avec le carbone, le silicium et le nickel, peuvent être employées . Par exemple de 1 à 50 pour cent de chrome et de manganèse dans des proportions appropriées du chrome et du manganèse peuvent être combinés avec la
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combinaison oarbone-silioiun-nickel.
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Il est bien entendu. , qu'une quantité appropriée de fer peut être utilisée dans n'importe laquelle de ces combinaisons poar agir comme agent de dilation.
Il est préférable d'abaisser le point de fusion de l'addition de nickel ou. de l'alliage de nickel, exac- tement à celui du bain de fonte ou de fer. Ceci peut aisément être fait comme apposé plus haut. D'une ma- nière générale, on considère comme nouveau, d'addition- ner à an bain ferreux et plus spécialement à un bain de fonte , du nickel ou an alliage de nickel ayant un point de fusion artificiellement abaissé pour donner une meil- leur dissolution et un meilleur mélange.
REVENDICATIONS.
1. Dans la fabrication d'un alliage ferreux conte- nant du nickel, l'opération qai consiste à additionner à un bain de matière ferreuse fondue, du. nickel métal- lique dont le point de fusion est modifié par la pré- se le de matière non ferreuse ou métalloîdique addi- tionnée en quantité suffisante pour matériellement abaisser son point de fusion et, de préférence, pour ne pas détériorer la matière ferreuse .
2. Dans la préparation d'un alliage ferreux, l'o- pération qui consiste à additionner à la matière fer- reuses, du nickel contenant de 0,25 à 2,5 pour cent de carbone et de 1 à 10 pour cent de silicium avec ou sans aluminium dans la proportion de 1 à 5 pour cent.
3. Comme matière d'addition pour bains ferreux fondas, du nickel métallique additionné d'une teneur en métalloïde dans un pourcentage suffisant pour maté- riellement abaisser son point de fusion.
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