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Acier à limite 'élasticité élevée.
On sait que le phosphore exerce une grande influence sur les propriétés mécaniques de résistance de l'acier,de sorte que 0,1 % environ de phosphore augmente fortement la limite d'élasticité et la résistance à la traction, mais réduit très sensiblement l'aptitude de l'acier à se laisser façonner et particulièrement sa résilience. Etant la cause certaine de la fragilité à froid, le phosphore compte parmi les éléments indésirables dans la métallurgie du fer et a en général une très mauvaise réputation (c.f. Oberhoffer: Das technische Eisen, page 206). Malgré l'influence favorable en soi du phosphore sur la limite d'élasticité et sur la résis-
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tance à la traction, on n'utilise que très peu les proprié- tés du phosphore dans les alliages.
On emploie en petites quantités des aciers au phosphore pour des pièces d'impor- tance secondaire,telles que des écrous, des pièces de bi- cyclettes etc, parce qu'ils donnent une surface propre après le travail à froid; on utilise aussi l'influence du phos- phore pour faciliter le travail de certains aciers au moyen d'outils à coupe rapide. L'utilisation des aciers au phos- phore est ainsi étroitement limitée aux applications où les sollicitations à supporter sont faibles et où en même temps la robustesse ne joue pas de rôle important. Dans les aciers de construction supportant de plus grands efforts, qui ser- vent par exemple à la construction de ponts, de véhicules ou de machines,la teneur de l'acier en phosphore était, jus- qu'à présent, limitée à des valeurs relativement faibles, à cause de la fragilité à froid redoutée.
Ainsi trouve-t-on par exemple dans les normes du D.I.N.1611 une limite supé- rieure de 0,06 % pour le phosphore.
Suivant l'invention, on peut produire des aciers au phosphore à-limite d'élasticité et à résistance à la traction élevées, sans que la forte diminution de la téna- cité, inévitable jusqu'à présent, soit provoquée par la présence du phosphore, en incorporant des quantités déter- minées de cuivre à des aciers phosphoreux à faible teneur en carbone. Bien qu'avec l'augmentation de la résistance à la traction il se produise une diminution correspondante de l'aptitude au façonnage, la résilience du présent acier au phosphore et au cuivre est suffisante pour les besoins pra- tiques de la grosse construction en acier.
En raison de l'influence mutuelle des teneurs en car- bone et en phosphore, il est utile de maintenir à 0,3 % en-
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viron la limite supérieure de la teneur en carbone. La te- neur en phosphore est utilement incorporée déjà au début de la refonte en composant la charge de manière appropriée, et dans le procédé Thomas particulièrement, elle est maintenue par la prise d'échantillons du bain. De même la teneur en cuivre peut provenir de la charge ou être ajoutée, à l'état solide ou liquide, au bain terminé. La teneur en cuivre est limitée vers le haut à 1 % environ. On a de plus trouvé qu'il était utile de désoxyder le bain de façon connue, au moyen des éléments habituels comme le silicium, le manganèse ou l'aluminium, pour éviter la ségrégation.
La combinaison de teneurs appropriées en phosphore et en cuivre fournit de nouveaux aciers utilisables dans la grosse construction en acier aux fins les plus diverses..
Les exemples suivants sont cités pour caractériser les qua- lités extraordinaires de résistance de ces aciers.
1) Un acier de la composition suivante 0,10 % C, 0,1 % Si, 0,50 % Mn, 0,14 % P, 0,05 %S, 0,64%Cu présente les valeurs suivantes de résistance:
EMI3.1
<tb> Limite <SEP> Résistan- <SEP> Allonge- <SEP> Coëffi- <SEP> Rapport <SEP> Résiliend'élas- <SEP> ce <SEP> à <SEP> la <SEP> ment <SEP> cient <SEP> de <SEP> de <SEP> la <SEP> li- <SEP> ce
<tb> ticité <SEP> tract <SEP> on <SEP> # <SEP> 10 <SEP> contrac- <SEP> mite <SEP> d'é- <SEP> kgm/cm2.
<tb> kg/mm <SEP> kg/mm <SEP> . <SEP> % <SEP> tion <SEP> trans- <SEP> lasticité
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<tb>
<tb> 39,5 <SEP> 51,3# <SEP> 23,5 <SEP> 50 <SEP> 77 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 13
<tb>
2) Un acier de la même composition, mais contenant 0,22 % de phosphore présente les propriétés suivantes:
EMI3.2
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<tb> 44,5 <SEP> 53,5 <SEP> 25 <SEP> 55 <SEP> 83 <SEP> 10-12.
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A côté de bonnes qualités statiques les aciers au phosphore et au cuivre présentent également une bonne ré- sistance 4ux efforts de sens alternatif; l'acier de l'exem- ple 1, par exemple, a montré à la machine à plier une ré- sistance aux efforts de sens alternatif de 34 kg/mm2. De plus, la plus forte teneur en phosphore a pour effet une résistance à l'usure pratiquement beaucoup plus grande ainsi qu'une augmentation de la résistance de l'acier à la rouille.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Acier à limite d'élasticité élevée et à bonne résilience, caractérisé en ce qu'il présente une faible te- neur en carbone, maintenue de préférence en dessous de 0,3 %, une teneur en phosphore contenue entre 0,1 et 0,4 % et une teneur en cuivre de 0,1-1 %.