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Publication number: BE389991A
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Description


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  ALLIAGES   METALLIQUES.   



   La présente invention concerne un alliage à coëf- ficient d'expansion thermique très bas, plus particu- lièrement un alliage constitué de cobalt, chrome et fer. 



   L'objet de cette invention revient à produire un alliage n'ayant qu'un très bas coefficient de dilata- tion thermique tout en étant d'une nature très résis- tante   à   la corrosion, en même temps que doté de proprié- tés mécaniques qui le rendent tout à fait approprié aux opérations de la fonderie ou du   forgege.   



   L'alliage qui, jusqu'à présent, est réputé avoir le plus petit coefficient de dilatation thermique,dé-   nommé   l'"invar", contient soix ante pour cent de fer et trente six pour cent de métal; à l'état de reduit,il descend au minimum de coefficient de dilatation linéai- re d'environ 1,2 x 10-6, toutefois, il manifeste d' assez fortes variations de longueur par les changements 

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 de température; au surplus, l'"invar" a les désavantages      de ne se prêter que très difficilement au travail de la forge, et de n'avoir pas de propriétés mécaniques appré- ciables.

   Or, la présente invention fait obvier à ces désavantages; et l'alliage obtenu suivant la dite inven-   tion   peut avoir un coefficient d'expansion thermique ne dépassant pas les valeurs comprises entre la valeur néga- tive d'environ -3.0 x 10-6, et la valeur positive d'en- viron   +lxlo-6   quand il a subit le recuit ; l'alliage peut se forger avec beaucoup de facilité, et il est dôté de qualités mécaniques sérieusement améliorées. L'alliage en cause dans cette invention peut être obtenu en faisant fondre ensemble les trois éléments métalliques :   cobalt,chrome et fer, à raison d'environ 25 à 94% de cobalt, 1   à 24% de chrome, le restant étant du fer.

   L'on peut   rempla-   cer une partie du pourcentage de cobalt sus-indiqué,par moins de 35% de nickel, en sorte de produire l'alliage à un prix de revient plus bas sans trop, porter atteinte à ses propriétés. 



   Pour l'opération consistant à faire fondre ensemble les métaux précités, chacun de ceux-ci doit être aussi pur que possible, et à l'état inoxydable, afin de ne pas laisser entrer d'impuretés. dans l'alliage. C'est ainsi qu'on aboutit au meilleur résultat. L'alliage, à l'état fondu peut être moulé en correspondance avec la forme vou- lue. Il peut être également coulé comme lingot,puis su- bir le forgeage à la température atmosphérique ou bien à une température plus élevée,pour prendre tolle ou   toile   forme recherchée, Si c'est nécessaire,les moulages ou les objets venus de forge, par le mode de travail décrit plus haut, peuvent être soumis à des traitements tels que ceux exposés ci-après. 



   Conformément à cette invention, un alliage dont la longueur ne pourra être altérée même au bout d'un temps fort long peut s'obtenir par la chauffe à une température 

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 élevée, de l'ordre d'environ 1100 degrés C., chauffe pro- longée sur un long laps de temps, après quoi on   soumet   l'alliage à un refroidissement très lent, donc d'une durée aussi longue que possible, jusqu'à le faire redescendre à la température atmosphérique, Si, d'autre part, l'on veut obtenir un alliage doté du plus petit coefficient d'ex- pansion thermique réalisable (voire même d'une valeur né- gative) avec tolérance d'une petite variation de longueur à la température atmosphérique, l'alliage, après avoir été chauffé à haute température, sera plongé dans un bain de trempe,

   ou bien encore on fera subir à cet alliage un tra- vail mécanique tel qu'un laminage ou un forgeage à la tem- pérature atmosphérique, ou encore, on pourra le soumettre aux deux traitements, Si l'alliage qui aura subi l'un ou l'autre des trois traitements prémentionnés, est chauffé à température d'environ 100 à 500 degrés C.

   et est soumis à un lent refroidissement, soit par exemple, d'une d.urée de deux à trois mois pour redescendre à la température at- mosphérique, non seulement le coefficient de dilatation thermique de l'alliage résultant sera devenu très petit, mais de même son changement de longueur deviendra relative- ment faible, à cause du laps de temps qui se sera écoulé.En procédant à un réglage convenable de la température de   chauf-   fe ou de la vitesse du refroidissement, au cours du traite- ment précité, l'on pourra obtenir un alliage dont le coëffi- cient de dilatation thermique sera réduit au zéro absolu. 



   Aux dessins annexés, la figure 1 représente, à titre   d'exemple,   les courbes d'expansion thermique de l'alliage réalisé selon cette invention, tandis que la fig.2 montre. des courbes qui donnent une idée des propriétés anti-corro- sives de l'"invar" et de l'alliage dont il est question dans la présente invention. 



   La courbe   A   tracée dans la fig. 1 fait voir l'expansion   @   

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 thermique linéaire de   l'inva,r   quand il contient 64p.c. de fer et 36 p.c. de nickel et qu'il est à l'état de recuit,tandis que les courbes B et C font voir l'expansion thermique linéaire d'un al- liage réalisé selon cette invention, à teneur de 36,5p.c. de fer, 54p.c. de cobalt et 9,5p.c. de chrome, et d'un autre alliage,réali- sé selon l'invention, à teneur de 37,5 p.c. de fer,53,5 p.c. de cobalt et 9p.c. de chrome respectivement et à l'état de recuit. 



  Comme on le voit par ces courbes le chiffre minimum du coefficient d'expansion thermique de l'invar que l'on communique jusqu'à pré- sent, équivaut à peu près à 1,2x10-6, alors que les alliages réali- sés selon l'invention font aboutir au zéro absolu ou à une valeur négative quand la température est à peu près celle de l'atmosphère. 



  La courbe D fait voir le résultat obtenu avec   l'a.lliage   de la courbe B quand il est laminé à la température atmosphérique. L'on peut se rendre compte par cette courbe, que le travail mécanique à la température atmosphérique amoindrira le coefficient d'expan- sion thermique. 



   La. propriété du présent alliage en vertu de   lequelle   il ré- siste à la corrosion peut se constater, à titre d'exemple, dans- la fig. 2 qui montre le résultat de l'épreuve de corrosion effec- tuée dans une solution saline ( du Na CI à 1/10 de molécule, dis- sous dans 1 litre d'eau). La diminution de poids de l'éprouvette faisant l'objet de cet essai se trouvera sur l'axe des ordonnées et le nombre de jours d'immersion dans la solution, sur l'axe des abscisses.   La   courbe E montre le résultat d'une épreuve de cor- rosion effectuée avec de l'invar contenant   64p.c@   de fer et 36p.c. de nickel; on peut nettement voir su'il y a une considérable di- minution de poids correspondant au nombre de jours.

   D'autre part, un alliage formé selon cette invention avecàteneur de 36,5p.c. de fer, 54p.c, de cobalt et 9,5 p.c. de chrome, n'accuse pas même une légère perte de poids après qu'il s'est écoulé la même nombre de jours que celui indiqué par la ligne droite F et l'on ne peut constater pour ainsi dire aucun changement à l'état de sa surface. 



     @   La dureté du présent alliage atteint   enviton   165 à l'échelle 

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 des duretés de Brinell, tandis que celle de l'Invar n'est que d'en- viron 140. 



   Bien que l'alliage conforme à cette invention puisse être fa- briqué sans recourir à des sous-ingrédients, il n'en peut pas moins contenir une petite proportion de manganèse, de titane, de vanadium, d'aluminium, de magnésium, de silice ou de bore en tant que sous-ingrédient ajoutés aux constituants principaux précités, dans un but de désoxydation et de déaulfuration. Si l'on ajoute une petite quantité de carbone, ou de tungstène, ou de molybdène, ou de cuivre, à l'alliage selon cette invention, pn peut en amélio- rer les propriétés mécaniques. 



   L'alliage réalisé selon cette invention peut se prêter très facilement au forgeage; il est doté non seulement d'une très bonne malléabilite à des températures comprises entre des limites fort étendues, mais, au surplus, il a ses qualités mécaniques améliorées ainsi qu'une nature très anti-corrosive. Dès lors, l'alliage de cette invention peut s'employer pour toute une diversité d'applica- tions dans les cas où l'on vise à moins d'expansion non.thermique à des propriétés mécaniques d'ordre supérieur et à des caractèris- tiques marquées d'anti-corrosion. 



   REVENDICATIONS. 



   1) Un alliage métallique contenant, en fait de constituants principaux, de 25   à 94p.c.   de cobalt, de 1 à 25p.c. de chrome et le restant de fer, tout en ayant un très petit coefficient d'ex- pansion thermique.

Claims

2) Un alliage métallique tel que cité à la revendication 1 et contenant de 45 à 65 p. c. de cobalt, de 4 à 15p.c. de chrome et le restant de fer, en tant que constituants principaux.

3) Un alliage métallique tel que cité aux revendications 1 et avec remplacement d'une partie de la teneur en cobalt par une proportion de nickel inférieure à 35 p.c' 4) Un alliage métallique tel que cité aux revendications 1, 2 et 3 et contenant, comme ingrédients secondaires, moins de 2p.c.

@ <Desc/Clms Page number 6> d'une seule ou de plus d'une espèce de:manganèse ou titane ou va- nadium ou aluminium ou magnésium ou silice ou bore ou carbone ou tungstène ou'molybdène ou cuivre.

5) Un alliage métallique tel que cité,aux revendications qui précèdent, et soumis à un traitement par chauffe ou bien à un trai- tement mécaniqueou encore à l'un et à l'autre de ces traitements après qu'il a été coulé ou forgé.