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Alliages très résistants à l'action du feu, composés de fer, nickel, chrome, silicium et carbone.
Les alliages ferreux très résistants à l'action du feu et dans lesquels entrent, en assez grande proportion, le chrome et le carbone, sont connus comme étant en général cassants et dé- pourvus d'élasticité. Pour la confection de beaucoup d'articles qui doivent résister à l'action du feu, il convient d'employer un alliage métallique présentant une certaine élasticité. Une fonte cassante ne peut résister à des manipulations brutales, dans lesquelles les objets sont jetés, bousculés, frappés. Si l'alliage donne un métal tenace, les déformations des objets peuvent être rectifiées sans risque de rupture.
L'inconvénient signalé plus haut est évité en employant l' alliage faisant l'objet de la présente invention, et qui se
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distingue des alliages ferreux connus comme résistant au feu, par l'addition de nickel, par une faible teneur en carbone, et une certaine proportion de chrome et de silicium.
On connaît des alliages ferreux contenant plusieurs élé- ments employés suivant la présente invention, en particulier des alliages résistant bien aux corrosions ou autres actions chimiques. Sont connus aussi des alliages semblables pour la confection d'articles qui doivent résister à l'action des aci- des ; mais ces alliages ne contiennent que peu de silicium et ils sont trop durs, ou bien ne conviennent pas pour la confec- tion.de nombre d'objets devant résister à de très hautes tem- pératures. En particulier il faut faire subir à ces alliages un traitement à chaud pour augmenter leur résistance à l'action des acides, traitement qui est une absurdité pour des objets qui résistent à l'action du feu.
Une chose connue aussi, c'est, dans les alliages résistant au feu, alliages de fer, chrome, nickel et carbone, le remplacement total ou partiel du nickel par du silicium pour rendre le métal plus résistant à l'action des acides et plus facile à usiner ; toutefois ces alliages n' ont pas, dans tout leur champ d'emploi, une résistance toujours suffisante à l'action du feu, et ne conviennent pas non plus, à cause de leurs autres propriétés, pour la fabrication d'ob- jets ou articles réfractaires à l'action du feu ; et puis, en raison de leur très faible teneur en carbone, ils fondent dif- ficilement et se prêtent mal aux coulées.
Enfin, on connaît des alliages qui contiennent en même temps du carbone, du manganèse, du chrome, du nickel et du silicium, et'offrent une grande résistance, tant à l'oxydation, aux températures élevées, qu'à l'action des gaz de foyer. Tou- tefois une grande partie de ces alliages a le défaut de se transformer naturellement en un métal trempé, ce qui rend les alliages impropres à la fabrication d'objets résistant à l'ac- tion du feu. Par l'usage, c'est-à-dire par les échauffements
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et les refroidissements successifs qu'ils subissent, ils per- dent leur ténacité, deviennent très cassants et se brisent au bout de peu de temps.
Des essais pratiques ont permis de reconnaître entre quel- les limites peuvent varier les proportions de carbone, chrome, nickel et silicium, pour que l'alliage obtenu soit celui qui convient le mieux pour la fabrication d'articles devant résis- ter à l'action d'un feu vif, et pour qu'en même temps cet al- liage ne prenne pas la trempe, par suite d'une altération naturell e.
Les alliages fer et chrome renfermantjusqu'à 1 % de car- bone doivent contenir au minimum 23 % de chrome pour être à l' épreuve du feu. Dans ces alliages renfermant jusqu'à 1 % de carbone, l'addition d'environ 3 % de nickel donne au métal une certaine flexibilité qui va en augmentant avec la proportion de nickel. Toutefois, même quand il y a 30 % et plus de nickel, l' alliage passe à l'état de métal trempé. Cette transformation automatique qui est d'autant plus prononcée à mesure que la te- neur en carbone augmente, peut être évitée par une réduction de la teneur en chrome, mais alors les alliages ne sont plus ré- fractaires à l'action du feu.
Le fait constituant la nouveauté de la présente invention est que la limite inférieure de la teneur en chrome des allia- ges réfractaires au feu formés de fer, nickel, chrome et car- bone peut être abaissée, par l'addition de silicium, dans la mesure convenable pour que l'alliage ne se trempe pas de lui- même , et qu'en même temps il puisse résister à l'action d'un feu ardent. Le chrome peut donc, dans certaines limites, être remplacé par du silicium au point de vue de la résistance au feu. Il convient de se tenir, pour le silicium, à une teneur comprise entre 0,3 et 3 %, en descendant, pour le chrome, à la proportion de 16 à 20 % .
Pour le nickel, la teneur convenable est de 12 à 20 % ; au-dessus de ce dernier chiffre, l'améliora-
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tion est insignifiante, et les frais de fabrication sont d'ail- leurs plus élevés. La trempe automatique n'a lieu que s'il y a du carbone. Si donc les dits alliages ne contiennent pas de carbone il n'est pas indispensable d'y mettre du silicium. Com- me d'ailleurs la tendance à la trempe augmente avec la teneur en carbone, les alliages avec carbone, résistant à l'action du feu, ne sont utilisables que si on élimine cette tendance en remplaçant, dans une mesure correspondante à la teneur en car- bone, le chrome par du silicium.
Voici trois exemples de composition pour des alliages ré- sistant à l'action du feu et ne se trempant pas d'eux mêmes : 1. ) 19 % - Chrome
20 % - Nickel
0,5 % - Silicium
0,2 % - Carbone 2. ) 18 % - Chrome
19 % - Nickel
1,5 % - Silicium
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0 ,6 - Carbone
3. ) 17 % - Chrome
18 % - Nickel
2,5 % - Silicium
0,9 % - Carbone.
La teneur en carbone¯ peut varier entre 0,4 et 1 %, le mieux est d'adopter une teneur de 0,6 %, car au-dessus les pro- priétés mécaniques sont moins bonnes ; au-dessous, la dureté du métal augmente, mais les coulées présentent de grandes difficul- tés.
Pour le nickel, il convient de s'en tenir à une teneur dépassant un peu, et d'environ 1 %, la teneur en chrome, car on obtient ainsi un alliage de meilleure qualité mécanique, plus malléable et plus facile à couler.
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Un autre inconvénient de ces alliages, c'est d'être dif- ficiles à souder ; on l'évitera en utilisant ce nouveau fait d'expérience, qu'on peut ajouter du manganèse jusqu'à concur- rence de la teneur relativement élevée en silicium.
Par ce moyen les oxydes formés pendant la fusion se combinent plus facilement avec le laitier.
Les propriétés de l'alliage décrit sont les suivantes :
Métal très résistant à l'action du feu, flexible, facile à couler, à souder, à usiner, non sujet aux ruptures, conser- vant ses propriétés même après avoir été porté à la température du rouge et après avoir subi la trempe.
REVENDICATIONS.
1. ) Un alliage résistant à l'action d'un feu vif, formé de fer, nickel, chrome, silicium et carbone, à raison de 12 à 20 % de nickel, 16 à 20 % de chrome, 0.3 à 3 % de silicium, et jusqu'à 1 % de carbone, caractérisé en ce que la partie de la teneur en chrome qui détermine la trempe automatique du métal est remplacée par du silicium dans une mesure correspondante à la teneur en carbone.