BE400965A - - Google Patents

Description

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  Acier principalement destiné à la fabrication des rivets. 



   La présente invention concerne un procédé permettant d'obtenir des rivets de grande résistance et à grande force de serrage, ainsi que l'acier utilisé dans ce but et les rivures ainsi réalisées. 



   Pour exécuter les assemblages des éléments des con-   structions   soumises à des fatigues considérables, comme les 

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 ponts construits avec des aciers ayant une résistance à la traction supérieure à 50 kgs. par mm2, il faut des rivets ayant une résistance au cisaillement en rapport avec la qualité du métal des pièces à assembler, si l'on veut utili- ser pleinement et écomomiquement la résistance de l'acier. 



   On peut obtenir ce résultat, d'après l'expérience acquise jusqu'à présent,- en acceptant, il est vrai, d'autres in- convénients - en choisissant pour les rivets un acier ayant une composition analogue à celle de l'acier utilisé pour les pièces de la construction envisagée, mais dont la résistance est inférieure de 10% environ. 



   Or, les recherches faites par la Demanderesse ont démontré que les aciers spéciaux pour rivets confectionnés d'après ces considérations donnent pendant l'opération de rivetage une force de serrage relativement faible. Si l'on utilise pour les rivets des aciers spéciaux de ce genre, par exemple des aciers au nickel ou au manganèse, les rivures ont une très faible résistance au glissement par suite de la faible force de serrage de ces alliages, de sorte qu'elles présentent un danger de desserrage très rapide, surtout si les efforts auxquels elles sont soumises sont alternatifs. 



   Si l'on choisit pour les rivets des aciers ordinaires ayant une résistance à la traction de 34 ou 42   Kg/mm2,   la force de serrage est bien suffisamment élevée mais avec des rivets en acier à 34 Kg/mm2, la résistance au cisaillement est inférieure à celle de l'acier qui constitue les tôles, avec des rivets en acier à 42 Kg, la résistance au cisaillement n'est pas toujours suffisante et la ténacité est inférieure à celle des rivets en aciers spéciaux. 



    @   

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La présente invention permet de satisfaire de la manière suivante aux différentes conditions contra- dictoires qu'il faut par   sonséquent-   exiger d'un acier à rivets de bonne qualité destiné aux constructions susceptibles d'être soumises à des fatigues considérables. 



   On choisit une faible teneur ,en   carbone'et   en manganèse   et   on ajoute à l'acier des constituants d'alliage qui, pour une faible hystérésis de la transformation du fer   @   en   fer@,   n'abaissent pas, ou seulement dans'une mesure insignifiante, cette transformation et qui élèvent en même temps la limite d'allongement à chaud dans la région des températures comprises entre 450 et   6500   Les consti-, tuants d'alliages de ce genre sont par exemple le silicium, le molybdène, le cuivre, le vanadium, et ils peuvent exister dans l'acier soit isolément soit simultanément. 



   Un point de transformation élevé a pour effet que le phénomène de retrait ou de contraction auquel le rivet est soumis, après achèvement du rivetage, n'est pas gêné, par une transformation. Une faible hysté-résis de la transformation évite la formation d'une texture de trempe pendant le refroidissement accéléré du rivet forgé par les masses d'acier quil'entourent,   On sait   que la -formation d'une telle texture a pour conséquences un accroissement de volume et une ténacité insuffisante; elle diminuerait par conséquence la force de serrage et la ténacité du rivet forgé. La limite d'allongement à chaud élevée des aciers à rivets selon la présente in- vention permet la naissance d'une grande force de serrage non seulement à des températures élevées, mais aussi après 

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 refroidissement du rivet.

   Par conséquent,   en.choisissant   ¯ pour les rivets l'acier proposé, on produit, conformément à l'invention, au cours du rivetage exécuté par ailleurs dans des conditions ordinaires, des rivets qui ont non seulement une limite d'étirage, une résistance à la traction et un allongement de même valeur que ceux de l'acier utilisé pour les tôles-qui les entourent, mais . aussi une grande force de serrage, une grande résistance au cisaillement et une ténacité élevée.. 



   D'après les essais de la Demanderesse les con- stituants d'alliages précités doivent être ajoutés dans des proportions de 0.1 à 1% lorsqu'on n'en ajoute qu'un et dans une proportion pouvant atteindre 2 % environ lorsqu'on en ajoute plusieurs simultanément, tandis que la teneur en carbone et en manganèse doit être maintenue à une faible valeur, comme il a été indiqué. 



   Pour caractériser les principales qualités d'un rivet exécuté en acier spécial selon l'invention, il va . être indiqué ci-après à titre d'exemple la composition et la résistance ainsi que la force de serrage de rivets de 25 mm. de diamètre après rivetage. 



   Composition: 
 EMI4.1 
 
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cu <SEP> Mo
<tb> 
<tb> 0. <SEP> 09 <SEP> 0.58 <SEP> 0.43 <SEP> 0.38 <SEP> 0.15 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 le resteétant constitué par du fer contenant les impuretés habituelles. 



   Des paquets de cinq tôles de 25 mm. d'épaisseur chacune ont été rivés avec des rivets pris dans cet acier, à   l'aide   d'un marteau pneumatique fonctionnant avec      

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 de l'air comprimé à 6,5 atmosphères et en un temps de   12   secondes environ. La force de serrage des rivets posés a été déterminée d'après la méthode de C.Baoh; elle est comprise entre 33 et 40 kg/mm2, et est en moyenne de 37 Kg. par mm2. 



   Les propriétés de résistance des rivets posés ont été déterminés sur des éprouvettes de traction de 10 mm, de diamètre et de 50 mm. de longueur, la résistance au ci- saillement sur des éprouvettes de cisaillement à double en- taille, la ténacité sur éprouvette entaillée sur des é- prouvettes de 10 x 10 x 60 mm comportant une entaille ronde de 3 mm de profondeur et de 2 mm. de diamètre.

   Les résul-      tats moyens de ces essais sont indiqués ci-après: 
 EMI5.1 
 
<tb> limite <SEP> résistance <SEP> allon- <SEP> striction <SEP> résistance <SEP> ténacité.
<tb> d'étirage <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> gement <SEP> au <SEP> cisail- <SEP> sur <SEP> éproukg/mm2 <SEP> kg/mm2 <SEP> % <SEP> % <SEP> lement <SEP> vette <SEP> en- <SEP> 
<tb> kg/mm2 <SEP> taillée
<tb> kg/cm2
<tb> 
<tb> 42 <SEP> 56 <SEP> 28 <SEP> 65 <SEP> 44 <SEP> 22
<tb> 
 Les résultats des essais caractérisent les rivets posés comme une matière à limite d'étirage et résistance au cisaillement élevées, à résistance à la traction moyenne, à grand allongement et à grande ténacité sur éprouvette entaillée.

   La force de serrage d'une valeur moyenne.de 37 kg/mm2,est voisine de la limite d'étirage et est supérieure de 40 à 50 % environ à celle des rivets en acier à 34 Kg qui ont été exécutés dans les mêmes conditions de rivetage. D'autres aciers avantageux pour les rivets et conformes à la présente invention ont la composition suivante: 
 EMI5.2 
 
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> @ <SEP> Cu <SEP> Mo
<tb> 
<tb> 0.08 <SEP> à <SEP> 0.13 <SEP> 0.35 <SEP> à <SEP> 0.610.35à <SEP> 0.45 <SEP> 0.25 <SEP> à <SEP> 0.40 <SEP> 0.1 <SEP> à <SEP> 0.3
<tb> 
 

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La grande force de serrage des rivets   influe   naturellement aussi sur la résistance au glissement des rivures.

   C'est ainsi qu'au cours d'essais de grande pré- cision effectués sur des assemblages à deux rangs de rivets en acier ayant une résistance à la traction de 55 Kg/mm2, exécutés conformément à la présente invention,*on a obtenu une résistance au glissement de 14 à 16 kg/mm2, tandis qu'en utilisant des rivets en acier au   carbone   ordinaire contenant 0.08 % de carbone environ on a constaté une ré- sistance au glissement de 7 à 8 Kg/mm2 seulement. 



   Des essais de longue durée effectués sur des assemblages rivés exécutés avec des rivets conformes à la présente invention ont'donné, pour une fatigue permanente croissante, une résistance initiale supérieure de 25% à celle des assemblages rivés exécutés, toutes choses égales d'ailleurs, avec des rivets en acier doux au carbone. Quand on utilisait, à la place des rivets doux en acier au carbone, des rivets durs en acier à 3 % de nickel par exemple, la force de serrage et la ré- sistance initiale étaient sensiblement plus faibles qu'avec des rivets conformes à   l'invention,   
Pour l'atelier, la faible sensibilité à la surchauffe de l'alliage d'acier.pour rivets conforme à la présente demande et la relativement faible formation d'oxyde, se sont révélées comme un grand avantage. 



    @  

Claims (1)

1. Revendications.

   1. ) Un acier principalement destiné à la fabrication . des rivets et caractérisé par la composition approximative suivante: moins de 0.13 % de carbone, moins de 0.5 % de manganèse, teneur normale en silicium, cuivre jusqu'à 1 %, le reste étant constitué essentiellement de fer.

   2. ) Acier suivant la revendiaation 1 caractérisé en ce que en plus du cuivre ou à la place de celui-ci on utilise du molybdène en proportion allant jusqu'à 1 %.

   3.) Acier suivant les revendications 1 ou 2 carac- térisé en ce qu'en plus du cuivre ou à sa place, on utilise du vanadium en proportion allant jusqu'à 1 %, la teneur totale en cuivre, en vanadium et éventuellement en molybdène pouvant atteindre 2 %.

   4. ) Acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier a la composition approximative suivante: moins de 0.13 % de carbone moins de 0.5 % de manganèse jusqu'à 2 % de silicium, de cuivre, de molybdène, de vanadium, l'acier pouvant contenir plu- sieurs de ces éléments ou les contenir tous et le reste étant essentiellement constitué par du fer.

   5. ) Acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier a la composition suivante; <Desc/Clms Page number 8> 0. 08 à 0.13 % de carbone 0. 35 à 0,6% de.silicium 0. 35 à 0.45 % de manganèse 0. 25 à 0.40 % de cuivre le reste étant essentiellement constitué par du fer.

   6. ) Acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier a la composition approximative suivante: 0. 08 à 0.13 % de carbone . 0.35 à 0.6 % de silicium 0. 35 à 0.45 % de manganèse 0. 25 à 0.40 % de cuivre 0.1 à 0.3 % de molybdène, le reste étant constitué essentiellement par du fer.

   7. ) Un procédé de fabrication de rivets ayant une résistance à la traction supérieure à 50 Kg/mm2, ca- ractérisé par le fait que les rivets sont exécutés avec un acier tel que spécifié sous 1 - 6 à faible teneur en carbone (de préférence inférieure à 0.13 %)à faible teneur en manganèse (moins de 0.5 % de préférence) et con- tenant des constituants d'alliages qui, pour une valeur de l'hystérésis qui est en même temps faible, n'abaissent pas ou n'abaissent que dans une mesure insignifiante, la température de transformation du feren fera(- et qui élèvent la limite, d'allongement à chaud, ces rivets étant forgés dans des conditions normales,

   les faibles valeurs initiales de la résistance au cisaillement et à la traction étant relevées jusqu'à des valeurs corres- pondant à celles de l'acier utilisé pour les tôles <Desc/Clms Page number 9> (plus de 50 Kg/mm2 de résistance à la traction).

   8. ) Un mode de réalisation du procédé spécifié sous 7, caractérisé par le fait qu'on choisit pour l'acier à rivets, comme constituants d'alliages, le silicium, le cuivre, le molybdène et le vanadium qui peuvent être ajoutés isolé-. ment dans une proportion variant de 0.1 à 1 % ou simultanément dans une proportion pouvant atteindre 2 % 9. ) Les rivures exécutées avec des aciers ayant plus de 50 Kg/mm2.de résistance à la traction, tels que spécifiée sous 1 à 6, caractérisées par le fait qu'elles présentent en combinaison une grande résistance de glissement, une grande limite de rupture, une grande résistance au cisaillement et une grande résistance aux efforts permanents, ainsi qu'une force de serrage suffi- sante.

   10.) A titre de produits industriels nouveaux, les rivets obtenus par le procédé spécifié sous 7 et 8 avec des aciers mentionnés sous 1 à 6 et leurs appli- cation dans l'industrie.