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Perfectionnements aux procédés de durcissement d'aciers 1 spéciaux.
La présente invention a pour objet des perfection- nements aux procédés de durcissement d'aciers spéciaux.
Elle concerne plus particulièrement l'application à ces aciers du procédé de durcissement superficiel dit de "nitruration". Le procédé de nitruration consiste générale- ment. soumettre l'acier à l'action de gaz renfermant de l'azote à l'état combiné (de préférence de l'ammoniaque), à des températures de l'ordre de 500 C ou légèrement plus élevées.
On a éprouvé des difficultés dans l'application du procédé de nitruration à certains aciers spéciaux, parmi lesquels certains aciers de structure austénitique, en par- n @
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ticulier dans le cas d'aciers anti-roille ou inoxydables, à haute teneur en chrome, et d'aciers chrome-nickel de structure austénitique.
Il est généralement admis que la propriété des aciers spéciaux du type mentionné de résister à la corrosion est due à la présence d'une pellicule d'oxyde, appelée usuel- lement pellicule passive. Il est probable que la difficulté éprouvée d'appliquer le procédé de nitruration aux aciers spéciaux du type mentionné est due à l'action de la pelli- cule passive qui empêche ou réduit sensiblement la pénétra- tion de l'azote ot son adsorption par :Les couches superfi- cielles de l'alliage.
Suivant la présente invention, ces difficultés peu- vent être surmontées en traitant la surface d'un acier spé- cial du type mentionné par un agent réducteur (par exemple par de l'hydrogène naissant), capable d'enlever la pellicu- le d'oxyde sans affecter sensiblement la composition ou les propriétés de l'alliage, après quoi la surface ainsi traitée est directement soumise à l'action de l'agent de nitruration, avant d'avoir pu subir une action oxydante.
Le traitement de l'alliage par un agent réducteur est effectué de préférence en attaquant les surfaces par un acide dégageant de l'hydrogène, tel que l'acide chlorhydri- que. Il est cependant possible d'appliquer d'autres méthodes de traitement conduisant au même résultat, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Ainsi, l'acier peut constituer la cathode d'un bain électrolytique. Une simple réduction par chauffage dans un courant d'hydrogène ou en contact avec tout autre agent de réduction pourrait convenir dans le même but si elle est réalisable, pour autant que ce traitement h
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n'affecte pas sensiblement la composition de l'alliage corame ce serait le cas pour un chauffage en présence de carbone.
Dans l'exécution du procédé suivant l'invention, il est important de s'assurer qu'au début de la nitruration les surfaces de l'alliage mises en contact avec le gaz ni- trurant soient dans l'état de "décapage" provoqué par l'ac- tion de l'acide corrosif ou de tout autre agent de réduction.
Ce résultat est facilement obtenu en commençant la nitrura- tion immédiatement après avoir soumis les surfaces de l'allia- ge à la corrosion ou à un traitement équivalent, et pendant qu'elles sont encore sous l'influence de l'agent réducteur.
A titre d'exemple l'invention a été appliquée à de l'acier inoxydable "Staybrite" renfermant 18 % de chrome et 8 % de nickel. L'alliage fut d'abord soumis à l'action d'un bain corrosif contenant 50 % de H C1. Les éprouvettes furent alors lavées à l'eau, séchées et placées dans le four de ni- truration, en observant les conditions ordinaires de nitrura- tion, la température étant de 500 C.A la fin du traitement les éprouvettes furent comparées à d'autres éprouvettes ayant subi la même nitruration sans corrosion préalable, et on a pu constater qu'un accroissement sensible de la dureté superficielle résultait de l'application du procédé complet suivant l'invention.
D'autres éprouvettes ayant accusé un accroissement de dureté aux essais, après traitement par le procédé, avaient respectivement les compositions suivantes: a) acier inoxydable renfermant: 14% de Cr; 0,2% de Ni;0,5% de C. b) acier renfermant: 22% de Cr; 12% de Ni; 3% de Tu;0,3% de C. c) acier renfermant: 12% de Ni; 4% de Cr; 5% de Mn;0,5% de C .
L'application du procédé n'est pas limitée aux aciers ayant les compositions mentionnées, mais est applicable d'une @
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façon générale dans les cas d'aciers anti-rouille ou inoxy- dables qui renferment un pourcentage élevéde chrome ou sont de structure austénitique et présentent une teneur globale élevée en nickel et chrome. L'invention couvre non seulement le procédé de durcissement superficiel, mais aussi les aciers spéciaux traités par le procédé de nitruration ci-dessus dé- crit.
REVENDICATIONS
1) Procédé de durcissement superficiel par nitru- ration d'aciers spéciaux du genre indiqué, consistant à traiter les surfaces de l'acier spécial par un agent réduc- teur (par exemple par de l'hydrogène naissant), susceptible d'enlever la pellicule d'oxyde sans affecter sensiblement la composition ou les propriétés de l'alliage, et à les sou- mettre ensuite directement à l'action de l'agent de nitrura- tion, avant qu'elles aient pu subir une influence oxydante.