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Ao1ers opéolaux aU chrome et à l'altuninicun applicables à la imbrication de pièces sowmises à de hantes tompdratclroo.
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La présente invention concerne des aciers spéciaux au chr6me et à 1'aluminium de oomposition partioulière, t no amment leur application à la fabrioation de pièces
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soumises à des températures élevées et qui doivent, par suite, présenter une grande résistance à l'oxydation par la chaleur.
Par aoier résistant à la chaleur, on entend couramment un acier dont la surface ne reste pas à. proprement parler complètement lisse, comme dans les aciers inattaquables par les acides, mais dont la corrosion est cependant faible et se réduit encore rapidement par la suite, au cours de l'attaque, du fait de la formation d'une pellicule superficielle particulière, de sorte que, au bout d'an certain temps, la corrosion s'arrête pratiquement.
Cette exigence relative à la résistance à l'incandes- cence n'est satisfaite qu'imparfaitement par le produit d'oxydation qui se forme sur les alliages ne contenant que du fer et du. chrome, ce dernier jusqu'à environ 30 %. ce produit contenant principalement du Fe3O4 lorsqu'on remplace le fer par une quantité croissante de chrome.
D'autre part, de faibles additions d'aluminium ne produi- sent d'abord aucun changement, car on obtient toujours la forme de Fe3O4 qui est noir, velouté et brillant, quand on remplace une partie des atomes de fer par du chromo ou de l'aluminium.
Si cependant on utilise de plus grandes proportions d'aluminium, il se produit, à côté du produit d'oxydation noir, an produit blanchâtre qtzi est principalement oonsti- tué par de l'alumine et qui ne forme pas de cristaux mixtes aveo De%4. Comme l'ont montré les essais, ce produit d'oxydation blanchâtre protège considérablement l'acier contre la srzite de la corrosion. On peut partiou.- lièrement se rendre compte de l'efficacité de la couche @
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blanche en ménageant une zone de concentration dans laquelle il se produit à la fois le produit d'oxydation blanc et le produit noir.
Dans cet acier, les point recouverts d'oxyde noir sont relativement très attaqués, de sorte qae ces aoiers ne peuvent pas non plus âtre considérés comme très résistants à l'incandescence. On n'obtient une proteo- tion sera que lorsqu'on ajoute suffisamment d'aluminium pour qu'il se produise uniquement du produit d'oxydation blanc. Comme on peut le voir d'après le diagramme annexé, on parvient, en dépassant une certaine teneur d'aluminium, qui se trouve à environ 8 %, et pour des teneurs en chrome relativement basses, à augmenter considérablement la résis- tance à l'incandescence.
D'après les expériences effectuées par le Demandeur, il existe on certain rapport entre la teneur minima en aluminium qui doit être adoptée pour produire une résis- tance efficace à l'oxydation et la proportion de chrome qui doit être utilisé concurremment avec cette teneur d'aluminium. Alors que, pour une teneur en aluminium de 5 %, une quantité de chrome de 6 % est nécessaire, il suffit de 4 % de chrome pour 6,5 % d'aluminium, de 3 % de chrome pour 8 % d'aluminium, de 2 % de chrome poar 9 % d'aluminium et de 1 % de chrome pour 11 d'aluminium.
Pour des teneurs en aluminium et en chrôme plus élevées, la résistance à la corrosion à chaud ne cesse que lorsque l'alliage commence à fondre à la température d'incandescence, c'est-à-dire à environ 11000 pour des alliages ne contenant que du fer et de l'aluminium avec environ 40 % d'aluminium.
Pour des raisons d'économie. on ne dépassera cependant pas les proportions de 18 % d'aluminium. On peut donc consi- dérer la teneur de 18 % d'aluminium comme la limite supé- rieure de la proportion d'aluminium à adopter.
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Afin de rendre l'acier forgeable, il est nécessaire de maintenir la teneur en carbone au-dessous de 0,1 %. Les alliages dont la teneur en carbone ne dépasse pas cette valear peuvent être travaillés sans de trop grandes diffi- cultés.
Au. cours de la fabrication des alliages, il est important d'éviter l'inoorporation d'une trop grande quan- tité de scories. Si cette teneur en impuretés est relati- vement élevée, il se forme en certains points an produit d'oxydation noir dans le voisinage duquel l'acier est attaqué, ce qui produit des sortes de fendillements on de lézardes. On a observé que ce phénomène ne se produit pas lorsque l'acier est fonda au four à haute fréquence. Ce mode de fabrication est donc d'une importanoe considérable pour la production d'alliages résistants à l'incandescence.
On peut remplacer l'aluminium, jusqu'à concurrence de la moitié de sa teneur, par du. silicium, du glucinium, du titane ou du. vanadium, et le chrome, également jusqu'à la moitié de sa teneur, par du. tungstène, du nickel, du molybdène, du manganèse ou du. cobalt. Tonte foi s, oette modification déplace les limites du domaine de la résis- tance à l'incandescence. Il y a lieu cependant, lorsqu'on utilise les métaux sue-mentionnés, de rester également dans le domaine du produit d'oxydation blano.
REVENDICATIONS.
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Chromium and altuninicun opeolals applicable to the nesting of parts related to tompdratclroo haunts.
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The present invention relates to special chromium and aluminum steels of partial composition, and not to their application to the manufacture of parts.
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subjected to high temperatures and which must, therefore, have a high resistance to oxidation by heat.
By heat-resistant aoier is commonly understood a steel whose surface does not remain. properly speaking, completely smooth, as in steels which cannot be attacked by acids, but whose corrosion is however weak and is still reduced rapidly thereafter, during the attack, due to the formation of a particular surface film, of so that, after a certain time, the corrosion practically stops.
This requirement for resistance to incandescent is only imperfectly satisfied by the oxidation product which forms on alloys containing only iron and. chromium, the latter up to about 30%. this product mainly contains Fe3O4 when iron is replaced by an increasing amount of chromium.
On the other hand, small additions of aluminum do not produce any change at first, because we always obtain the form of Fe3O4 which is black, velvety and shiny, when we replace part of the iron atoms with chromo or aluminum.
If, however, larger proportions of aluminum are used, next to the black oxidation product, an off-white product occurs which is mainly constituted by alumina and which does not form mixed crystals with% 4. As the tests have shown, this off-white oxidation product considerably protects the steel against corrosion srzite. We can particularly realize the efficiency of the @ layer
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white, leaving a zone of concentration in which both the white oxidation product and the black product occur.
In this steel, the points covered with black oxide are relatively very attacked, so that these aoiers cannot be regarded as very resistant to incandescence either. Only when sufficient aluminum is added that only the white oxidation product is produced, a sera protection is obtained. As can be seen from the attached diagram, by exceeding a certain aluminum content, which is about 8%, and for relatively low chromium contents, it is possible to considerably increase the resistance to l. 'incandescence.
According to the experiments carried out by the Applicant, there is a certain relationship between the minimum aluminum content which must be adopted in order to produce an effective resistance to oxidation and the proportion of chromium which must be used in conjunction with this aluminum content. 'aluminum. Whereas, for an aluminum content of 5%, a quantity of chromium of 6% is necessary, 4% chromium for 6.5% aluminum, 3% chromium for 8% aluminum, is sufficient, of 2% chromium for 9% aluminum and 1% chromium for 11 aluminum.
For higher aluminum and chromium contents, the hot corrosion resistance does not cease until the alloy begins to melt at the glow temperature, i.e. at about 11,000 for alloys not containing than iron and aluminum with about 40% aluminum.
For reasons of economy. however, the proportions of 18% aluminum will not be exceeded. The content of 18% aluminum can therefore be considered as the upper limit of the proportion of aluminum to be adopted.
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In order to make steel forgeable, it is necessary to keep the carbon content below 0.1%. Alloys whose carbon content does not exceed this value can be worked without too great difficulty.
At. During the manufacture of the alloys, it is important to avoid the inoorportation of too much slag. If this content of impurities is relatively high, a black oxidation product is formed at certain points in the vicinity of which the steel is attacked, which produces kinds of cracks or cracks. It has been observed that this phenomenon does not occur when steel is melted in a high frequency furnace. This method of manufacture is therefore of considerable importance for the production of alloys resistant to incandescence.
Aluminum can be replaced, up to half of its content, by du. silicon, glucinium, titanium or. vanadium, and chromium, also up to half of its content, by du. tungsten, nickel, molybdenum, manganese or. cobalt. However, this modification moves the limits of the domain of resistance to incandescence. However, when using the above-mentioned metals, it is also necessary to remain in the field of the blano oxidation product.
CLAIMS.
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