<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE D' AMELIORATION DE CUIVRE TI TANIFERE
OU D'ALLIAGES DE CUIVRE TITANIFERES"
On sait qu'en ajoutant du béryllium au cuivre,on peut produire des alliages pouvant être durcis suivant un phénomène d'amélioration particulier qu'on appelle le "vieillissement". On refroidit brusquement ces alliages à partir d'une température élevée, de préférence entre 700 et 1000 et ils prennent par un recuit à une basse tempéra- ture, entre 250 et 450 , le vieillissement des propriétés de dureté très considérables.
<Desc/Clms Page number 2>
On connaît toutefois aussi d'autres alliages du cuivre pouvant être rendus extrêmement résistants par un phénomène de vieillissement analogue. On citera parmi ces alliages. les alliages ternaires du cuivre et du silicium avec des additions de chrome, de nickel, de cobalt, de fer ou de manganèse,-alliages dans lesquels la différence de solubilité dès siliciures produit le vieillissement. On citera en outre les alliages du cuivre avec l'aluminium et un métal du groupe du fer tel que le manganèse, ainsi que les alliages ternaires du cuivre avec le magnésium et l'é- tain.
Or, les demandeurs ont constaté que le titane, qui est à peine utilisé jusqu'ici dans l'industrie des al- liages et qui est, par conséquent, relativement sans valeur, donne des propriétés très précieuses aux alliages du cui- vre, en rendant ces alliages améliorables par un vieillis- sement à basse température, comme les alliages cités plus haut, faisant suite . un refroidissement brusque à partir d'une zone de température relativement haute.
On a déjà étudié souvent l'action du titane sur le cuivre. Jusqu'ici toutefois, les investigateurs se sont contentés en général d'étudier des alliages fortement souil- lés du cuivre avec du titane, ce qui aboutissait à la constatation de valeurs tout à fait inexactes pour les propriétés mécaniques et la résistance électrique. En outre les investigateurs ont complètement perdu de vue jusqu'ici la capacité de vieillissement des alliages de cuivre et de titane et son influence énormément grande sur la conduc- tibilité électrique.
Les propriétés mécaniques d'alliages très purs du cuivre et du titane sont extrêmement favorables. C'est ainsi qu'un alliage contenant 5 % de titane et qui se laminait en- @ core très bien, a pu être amené, par un refroidissement brus-
<Desc/Clms Page number 3>
que à partir de 820 dans de l'eau, suivi d'un vieillisse- ment de 3 heures à 320 , de la dureté de refroidissement brusque 140 à la dureté de vieillissement 2250
Un autre alliage de cuivre et de titane contenant 2,15 % de titane a présenté les propriétés mécaniques sui- vantess
Refroidi brusquement à partir de 850 ; résistance 35,9 kg/mm2, allongement 32,5 %;
contraction 60,9 %. Refroi- di brusquement à partir de 850 et vieilli pendant 24 heu- res à 350 le même alliage a donnés résistance 66,8 kg/mm2, allongement 31,2 %; contraction 74,9 %o
Après le même traitement un alliage contenant 3,05 % de titane a donné les valeurs suivantes :
Refroidi brusquement à partir de 8500s résistance 42,6 kg/mm2 ; allongement 32,5 %; contraction 79,8 %; dureté 80,4.
Après refroidissement brusque à partir de 850 et vieillissement de 24 heures à 350 on a obtenu une résis- tance de 73,4 kg/mm2, un allongement de 30,0 %, une contrac- tion de 60,5% et une dureté de 1750
En étirant à froid, après le vieillissement, on obtient des valeurs de résistance extrêmement élevées avec un allongement suffisante Après un étirage à froid de 43 % venant après le vieillissement, l'alliage contenant 2,15 % de titane a donné les valeurs suivantes s résistance 100,7 kg/mm2, allongement 6,5 %; con- traction 38,3 %.
Après le même étirage à froid, l'alliage contenant 3,05 % de titane a donné les valeurs suivantes : résistance 113,4 kg/mm2, allongement 6 %, contrac- tion 35,2%.
On voit que la faculté de façonnage n'est nulle- ment épuisée par l'étirage à froid à 43 %. Si on laisse l'al- longement descendre jusqu'à 1%, on peut obtenir pour l'al-
<Desc/Clms Page number 4>
liage contenant 3% de titane une résistance de 130 à 140 kg/mm2. L'alliage de titane à 4 % atteint, après vieillis- sement et étirage à froid à 60 % une résistance de 150 kg pour un allongement de 1 %.
L'influence du vieillissement sur la résistance électrique est extrêmement grande. Après refroidissement brusque à partir de 8500 l'alliage contenant 3,05 % de ti- tane a, par exemple, une résistance de 0,406 ohm/m/mm2o
Après un vieillissement de 21 heures à 350 cette résis- tance décroît à 0,142 ohm/mm2, c'est-à-dire presque au tierso 'Pour les alliages plus pauvres en titane, les conditions sont plus favorables en ce qui concerne la plus petite ré- sistance pouvant être obtenue au moyen du vieillissement.
C'est ainsi que l'alliage contenant 2,15 % de titane avait, après vieillissement et étirage à froid à 43 %, une résis- tance de 0,089 ohm/m/mm2.
Si l'on tient compte de la résistance mécanique extrêmement grande de cet alliage, il en résulte que de tels alliages peuvent servir avantageusement'à faire des fils téléphoniques ou des fils conducteurs. L'avantage sur d'au- tres alliages employés dans ce but, réside dans le grand' allongement des alliages de cuivre et de titane. Pour une résistance de 100 kg/mm2 le bronze d'étain à 6 % n'a par exemple, étiré à froid, qu'un allongement de 0,5 %, tandis que l'alliage de cuivre et de titane à 2,15 % a, pour la même résistance mécanique, un allongement 13 fois plus grand.
Les alliages de cuivre et de titane conviennent donc particulièrement bien, le cas échéant après un étirage à. froid encore plus prononcé, toutes les fois qu'on veut ten- dre des fils conducteurs entre des points très éloignés, sans que la conductibilité électrique soit seule prépondé- ranteo En pareil cas l'alliage de cuivre et de titane est, en raison de sa grande résistance aux influences atmosphé'-
<Desc/Clms Page number 5>
riques, préférable à l'acier, dont la résistance électrique est en outre beaucoup plus grandeo
Au lieu des alliages binaires du cuivre et du ti- tane, alliages/qui sont assez difficiles à fabriquer, on peut aussi utiliser des alliages ternaires, en particulier des alliages contenant encore, en plus du titane,
des mé- taux du groupe du fer ou des métaux légerso On peut envi- sager par exemple :
Des alliages contenant au maximum 4 % de titane et jusqu'à 10 % de nickel, de chrome, de manganèse, de fer, de cobalt ou de molybdène.
Des alliages contenant au maximum 4 % de titane et jusqu'à 5 % de silicium, de magnésium ou d'aluminium.
Les propriétés de ces alliages peuvent être dé- rivées de celles des alliages binaires du cuivre et du tita- ne. Le vieillissement reste proportionnellement sensiblement constant, l'allongement est relativement un peu plus petit et la résistance électrique un peu plus grande. La résis- tance mécanique peut être augmentée de 20 kg/mm2 au maximum, proportionnellement à l'addition du troisième métal. Ces alliages servent généralement de matières d'oeuvre, par exemple sous forme de tiges faites à la presse, de tubes ou tuyaux, etc.. Les alliages à teneur relativement élevée conviennent moins bien pour les lignes électriques à cause de leur résistance, qui est plus grande.
Pour les alliages binaires de cuivre et de titane la température la plus favorable pour le refroidissement brusque est comprise entre 7500 et 8500 Co Les alliages contenant un plus grand nombre d'éléments, en particulier ceux qui contiennent des métaux du groupe du fer, exigent une température plus élevée pour le refroidissement brusque.
La limite à partir de laquelle le refroidissement brusque peut avoir lieu est comprise entre 650 et le point de fu-
<Desc/Clms Page number 6>
sion. Les alliages refroidis brusquement à partir de tempé- ratures plus élevées sont plus tendres après le refroidisse- ment et ils vieillissent proportionnellement davantage.
La température de vieillissement la plus favora- ble est d'environ 3500 c., la durée du vieillissement étant de 24 heures. Lorsque le vieillissement a lieu à une tempé- rature plus élevée, il faut que sa durée soit plus courte.
Les alliages contenant plus de deux éléments, en particu- lier ceux qui contiennent des métaux du groupe du fer, exi- gent une température de vieillissement un peu plus élevée.
En général la température de vieillissement est comprise entre 250 et 6000 C.
On peut aussi obtenir des effets de vieillisse- ment analogues lorsqu'il s'agit d'alliages coulés, mais ces alliages exigent un recuit plus long avant le refroidisse'-' ment brusque.
Il suffit souvent de chauffer les alliages pen- dant quelque temps à une haute température, après quoi, en les laissant simplement refroidir à l'air et en procédant ensuite au vieillissement on peut également obtenir une du- reté de vieillissement très considérable. Le refroidisse- ment brusque n'est donc pas absolument indispensable et il suffit au contraire d'un refroidissement ordinaire à partir d'une zone de température plus élevée, pour qu'on obtienne une durée considérable par le vieillissement.