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Corps exposés au risque de corrosion par suite de chocs répétés dûs à la cavitation ou au choc de gouttes d'eau.
Il arrive souvent dans les machines hydrauliques, hélicesde nav ire s , e tc . que lespièces particulièrement soumises à Inspiration ou exposées au choc de gouttes d'eau, soient fortement corrodées, si bien qu'en certains cas la machine peut être mise hors de service en peu de temps. On expliquait jusqu'à présent ces corrosions des parties sou- mises à l'aspiration, par une action chimique due aux gaz dissous dans le liquide et libérés par la dépression due à l'aspiration. On a cependant reconnu aujourd'hui l'inexac- titude de cette hypothèse. On a pu en effet démontrer que la dépression fait naître de petites bulles de vapeur qui disparaissent brusquement dès qu'elles arrivent dans une région où la dépression est moindre que celle qui leur a don- né naissance.
Cette disparition est accompagnée, pour cha- 'cune des bulles, d'un choc brusque, très localisé et très violent, qui provoque, tout comme le choc ce gouttes d'eau ordinaires, une grande fatigue du matériel, et peut même à la longue corroder profondément la pièce. Pour éviter ou
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tout au moins réduire ces corrosions, il faut donc employer un matériel offrant une résistance à la fatigue aussi élevée que possible. Pour satisfaire à cette exigence, on s'est mis à employer de l'acier coulé inoxydable, et le plus souvent ae structure martensitique, dans tous les cas où l'on pouvait craindre des corrosions par percussions répétées.
L'emploi de ces aciers spéciaux semblait justifié par les considéra- tions suivantes la résistance à la fatigue d'un acier or- dinaire diminue énormément lorsqu'il est mouillé, jusqu'à n'être plus que le 60 % de sa résistance à l'aire pour les aciers spéciaux par contre, l'influence de l'humidité est à peine sensible, de sorte que leur résistance à la fatigue, déjà bonne à l'air, demeure très élevée même à l'état mouillé.
Les expériences faites par l'inventeur sur ce sujet ont cependant montré que l'influence de l'humidité sur la résistance du matériel était nulle ou en tout cas presque imperceptible, lorsque la fatigue est causée par des percus- sions répétées dues à la cavitation ou aux chocs de gouttes d'eau. Ceci peut peut-être s'expliquer par la durée extrême- ment courte des sollicitations.
On a pu en effet constater que deux matériaux différents par leur composition mais pré- sentant la même résistance à la fatigue dans l'air se compor- taient de façon analogue quant à la corrosion par chocs, et cela bien que l'un d'eux fût un acier tout ordinaire, sans aucun alliage ou avec une faible teneur, tandis que l'autre était un acier inoxydable, d'où l'on a conclu que seule la résistance à la fatigue dans l'air joue un rôle, et qu'il n'y a plus besoin de tenir compte de la résistance du matériel dans l'humidité. On pourra donc employer pour les pièces sou- mises à ce genre de fatigue en place d'un alliage inoxydable toujours coûteux, un acier ordinaire ou à faible teneur, ayant simplement subi un traitement thermique propre à lui donner la résistance convenable.
Il résulte donc de ces essais que le matériel le meilleur pour résister aux corrosions par chocs sera celui offrant la plus haute résistance à la fatigue dans l'air. Cel- le-ci est environ la moitié de la résistance à la traction; or, pour des raisons de fabrication, on ne peut employer aes aciers offrant une résistance à la traction supérieure à 100 kgs/mm2, car ils seraient trop difficiles à travailler
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et la fabrication deviendrait trop coûteuse, enfin, il n'est pas possible de bonifier la pièce entière par traitement ther- mique après fabrication car il en résulte inévitablement des déformations inacceptables et des tensions internes dangereu- ses.
Enfin, il faut encore éviter d'employer un matériel trop résistant à la traction, aonc très dur, parce qu'il serait trop cassant et ne serait pas assez tenace.
La nature même des sollicitations par chocs mon- tre que c'est avant tout la surface de la pièce qui est sou- mise à des efforts élevés. Il suffira par conséquent d'aug- menter la résistance superficielle de la pièce, ce qui pourra s'obtenir par cémentation par exemple.
Selon la présente invention, les pièces exposées à la corrosion par suite de percussions répétées dues à la cavitation ou au choc de gouttes d'eau sont constituées au moins partiellement par un acier doux et tenace, dont la sur- face serait trempée, et cela sur la base des essais précités et àe l'exposé ci-dessus. Falgré sa grande dureté superficiel- le, une telle pièce conserve une ténacité suffisante grâce à son noyau d'acier doux. Cette invention pourrait s'appliquer par exemple aux aubesde turbinesou de pompes, aux hélices de navires, etc.
Le durcissement superficiel de ces pièces en a- cier ordinaire, pur ou avec alliages divers, pourra se faire soit par cémentation, soit par nitruration. Pour éviter les inconvénients que présente une trempe rapide et brusque après cémentation ou nitruration, il sera préférable de n'employer que des alliages d'acier acquérant une dureté suffisante par simple refroidissement à l'air ou au four.
On a constaté que la trempe superficielle de piè- ces en acier doux et tenace augmente de façon extraordinaire et tout à fait inattendue leur résistance aux chocs répétés; de plus, les entailles ne semblent plus avoir l'influence nui- sible qu'elles ont dans les pièces faites en aciers ordinaires offrant une très grande résistance à la fatigue. La surface des pièces faisant l'objet de cette invention peut se dépolir rapidement sans qu'il en résulte par la suite des corrosions.
Il est préférable de terminer complètement l'usi- nage avant la trempe superficielle. On peut aussi ne tremper que la partie delà pièce soumise à la fatigue par percussions
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répétées,le reste demeurant tendre.
Les essais suivante exécutés par l'inventeur., mon- trent nettement l'extraordinaire supériorité des pièces en acier doux et tenace trempé superficiellement : :
EMI4.1
<tb> Perte <SEP> de <SEP> matière
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<tb> Matériel <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> chocs <SEP> en <SEP> % <SEP> du <SEP> poids <SEP> de
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<tb> l'éprouvette.
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Acier <SEP> ordinaire <SEP> 3,5 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 7,27
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<tb> " <SEP> inoxydable <SEP> 3,5 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 1,82
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<tb> " <SEP> cémenté <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 0,18
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<tb> " <SEP> nitruré <SEP> 10 <SEP> x <SEP> 106 <SEP> 0,09
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<tb> " <SEP> à <SEP> 8 <SEP> % <SEP> de <SEP> nickel
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<tb> cémenté <SEP> et <SEP> lentement
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<tb> refroidi <SEP> au <SEP> four <SEP> 9,7 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> 0,003
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Revendications.
1)Corps exposé au danger de corrosion par suite de la fatigue causée par les percussions répétées dues à la cavitation ou aux chocs de gouttes d'eau, caractérisé en ce qu'il est constitué au moins partiellement en acier tenace, trempé superficiellement.
2) Corps suivant spécification I. caractésiré en ce qu'il est en acier ordinaire dont la surface a été cémentée.
3) Corps suivant spécification l, caractérisé en ce qu'il est en acier spécial dont la surface a été cémentée.
4) Corps suivant spécification 1, caractérisé en ce qu'il est en acier spécial, dont la surface a acquis une très grande dureté par cémentation et refroidissement lent.
5) Corps suivant spécification 1, caractérisé en ce qu'il est en acier ordinaire dont la surface a été durcie par nitru- ra ti on .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.