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* Perteottonnements aux alliages à base de ouvre e
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La présente invention est relative aux alliages à base de cuivre formés principalement de cuivre, de
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cadmium, de nickel et daluminium, Lt1nvent ion a pour objet, notamnent, la produc-
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%ion d'un alliage à base de cuivre (lui n'est pas beau-
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coup plus dur que le ouiirei-qui possède une cÇçtisoppce
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mécanique quelque peu supérieure à celle de ce matai,
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avec une facilité d"e1U;
plÇt1-=.{ou. d'usinage}, une ténaeité,
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une résistance xx à l'attaque ou à la. corrosion inter- cristallines et d'autres caractéristiques et propriétés pbysiques désirables mais qui, après sa fabrication peut acquérir une dureté et une résistance mécanique considérablement augmentées par un traitement thermique approprié à basse température :lA description qui suit fera apparaître cet objet avec d'autres qui caractérisent l'invention*
La demanderesse a découvert qu'il existe
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une série dlalliages contenant du cuivre, du cadmium, du nickel et de l'aluminium dans itaoE les proportions ci-après indiquées qui possèdent des caractéristiques Il et:
des propriétés physiques désirables ne se x retrou-
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/ -vant pas dans d'autres alliages à base de cuivre du ocmmeree.
Conformément à l'invention, on réalise un alliage à base de cuivre xx renfermant du cadmium,
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du nickel et de 1*aluainîun en plus du cuivre, sensi- blement dans les limites suivantes :
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lI6tJ.'....s.s.. 62.00 à 99,88 % Cadmium........ 0,01 à 3.00
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<tb> Nickel......... <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 30,00 <SEP> % <SEP>
<tb>
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tminium....... 0,01 à 9,00 %
Une caractéristique très importante de ces nouveaux alliages est la grande dureté qui peut être obtenue par un traitement thermique à des tem-
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:pêra.turas 'basses.
Il dureté des nouveaux alliages peut: être accrue à des températures comprises entre
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300" 0 et 550 0 et ils sont recuits ou adouois à des teBtposE'atures quelque peu supérieures à 700. 0, C'est ainsi que, par exemple, un alliage renfermant approxi-
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x11Iativement 9S % de cuivre, 1 % de cadmium, 5 % de nickel et 1 % d'aluminium. et qui a été laminé à froid de 1,27 cm. à 0,254 cm. possède une dureté Rockwell
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. de 55 f l'éahelle "G* correspon,$û,58 ecam.: !L50 )eg. de charge).
Après avoir été traité à chaud dans un four à moufle électrique pendant deux heures à 5000 C, la dureté du même échantillon a atteint 81. Après recuit du même alliage à 850 C pendant deux heures et immersion dans l'eau froide, la dureté "G" est de -34, ladite @ dureté, après traitement thermique à 5250 0 pendant deux heures se trouvant portée à 60 "G". Si on considère ces
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variations d'un point de vue numérigue , on rewaroeue
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que ces limites de dureté RoaLell *CI, depuis - z 7sont jusqu'à + 81 (115 degrés numériques) mù7exeepiïionr:rel1e- ment écartées pour un alliage non ferreux.
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la résistance à la traction varie de 380S ra/em2 à 6.440 Kg/om2, au moins pour ledit alliage.
In convient de noter qu'avec une résistance à la traction de pour 5,08 cm
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6398 kglamZ on a obtenu un allongement de 10 %<sur une êprouvette durcie par laminage à froid après un traite- ment thermique de précipitation à basse température.
Ceci démontre que le nouvel alliage n'a pas été rendu cassant par l'opération de traitement thermique, comme cela se produit avec certains alliages durcissant par précipitation. la grande augmentation de dureté et de réels- tanoe à la traction est obtenue en refroidissant rapide-
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ment l'alliage à partir de 8000 a environ (par extenle, en le trempant dans l'eau pendant qu'il est à cette
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température) et en le réchauffant à une terapature
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comprise entre les limites approximatives de 300 C et 550 C. la. résistance mécanique et la dureté de l'alliage peuvent être accrues également par le procédé de travail à froid avant le traitement thermique à basse température.
L'importance de ce durcissement par 'Vieillissement: ou. de ce durcissement par précipitation apparaît immédiatement. Des objets peuvent 4tre fa- briqués à partir de l'alliage reauit ou martelé et, une fois finis, ils peuvent être xxxx durcis par traitement thermique à 'basse température. En raison du fait que l'alliage ne se ramollit pas à des tempé- ratures inférieures à 5250 C environ, il convient, pour la fabrication de tubasde condenseur, d'organes de Moteurs à combustion interne, de paliers et pour tous autres usages dans lesquels il se trouve soumis à des températures de travail inférieures à 5250 C.
En d'au- tres termes, cet alliage possède la caractéristique d'une résistance élevée à l'allongement progressif sous des efforts s'exerçant- même à des températures élevées, même à des températures atteignant 5250 C environ.
Ces nouveaux alliages qui ont été durais par précipitation et (ou) durcis par travail de lami- nage et (ou) d'étirage peuvent être rendus doux par recuit vers 800 C suivi d'immersion dans l'eau froide.
Le métal recuit ou durai par le travail, sous forme de feuilles, de berres x ,de tubes ou sous toute autre forme, peut être facilement usiné pour l'obtention du produit fini et durci ensuite par traitement thermique à basse température* Uri tel alliage (pouvant être traité
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par la chaleur) convient particulierement pour des objets tels que : écrous, boulons, raccords, robinets, ferrures, tamis en toile métallique, monnaies, cous- sinets et manchons, soufflets, récipients, tuyaux, articles de 'bijouterie, etc...
Une autre caractéristique très importante de ces nouveaux alliages est l'excellente résistance qu'ils opposent à l'attaque par corrosion, les nouxeaux alliages sont presque refractaires à l'attaque (ou corrosion) intercristalline lorsqu'ils sont exposes à la vapeur et à l'eau chaude sous des pressions atteignant jusqu'a 9,84 kg'cm2 pendant une longue période de temps, Cette forterésistance à la corrosion a été constatée dans les alliages même lorsqu'ils Bradent été soumis à des tensions atteignant 80 pour cent de la résistance finale à la traction dans une chambre de vapeur dans laquelle la pression de vapeur était maintenue à 9,14 kg/cm2.
Ils possèdent aussi une excellente résistance à la corrosion à l'air à des températures supérieures à la Dorsale
Après recuit ou traitement thermique de ces nouveaux ailiages, on a constaté la présence d'une même pellicule rouge brique à la surface du fil. Cette pel- licule (ou ce ternissement) a été observé aussi sur du fil recuit qui avait été décapé dans l'acide sulfurique dilué (à 1 pour la) ,soigneusement rincé à. l'eau et séché dans un four à 100 C environ. Cette pellicule semble conférer une protection contre l'attaque ou corrosion intercristalline.
Les nouveaux alliages possèdent de précieuses propriétés de résistance à la corrosion qui les rendent
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particulièrement propres à leur utilisation pour la confection de joints de dilatation (pour la Tapeur), de tubes de condenseur, de tubes métalliques flexibles,, de soudures, de robinets, de réservoirs, etc...;
ils conviennent également pour toutes appli- cations générales de fabrication et de construction. plusieurs des alliages produits conformément à l'invention peuvent être laminés à chaud, forgés, filés à la presse, matricée, emboutis, etc..., au rouge et ils permettent, par conséquent, la fabrica- tion d*articles divers à peu de frais.Certains des nouveaux alliages peuvent aussi être laminés à froid ou étirés conformément à la pratique habituelle pour les alliages à base de cuivre.
Un petit nombre d'en- tre eux se travaillent à froid de manière satisfai- sante mais ne peuvent pas être travaillés à chaud avec succès, et vice-versa; certains de ces alliages peuvent être travaillés à chaud avec succès, mais ne se laissent pas travailler à froid de manière satisfaisante.
Pour obtenir des alliages qui se travail- lent de manière satisfaisante à chaud et (ou) à froid, il est nécessaire de changer la composition entre les limites: ci-dessus indiquées. Lorsque la teneur en nickel et (ou) en aluminium, est augmentée, la teneur en cadmium est réduite, Par exemple, pour un alliage contenant 5 % de nickel et 1 % d'aluminium, la teneur maximum en cadmium admissible pour le laminage à chaud est d'environ 1,5 %. Un alliage contenant approximative- sent 15 % de nickel et 1 % d'aluminium devrait, de préférence, ne pas renfermer plus de 0,75 % environ
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de cadmium. Un alliage renfermant approximativement
5 % de nickel et 2 % d'aluminium devrait, de préfet rance, ne pas contenir plus de 1 % environ de cadmium.
II est nécessaire de limiter la teneur en cadmium à la valeur indiquée pour que l'alliage puisse supporter un travail important à chaud et (ou) à froid. Les: teneurs relatives en nickel et en aluminium, avec la teneur maximum. convenable en cad- mium, pour les alliages pouvant être travaillés à chaud, sont données dans le tableau suivant :
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<tb> Cuivre <SEP> Cadmium <SEP> Nickel <SEP> Aluminium
<tb> (maximum)
<tb>
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94,35 3,35 3,5 9295 1,5 5 1
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<tb> 88 <SEP> 1,0 <SEP> 10 <SEP> 1
<tb>
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83"W 0,76 15 1 78s5 0$50 ao 1
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<tb> 68,65 <SEP> 0,35 <SEP> 30 <SEP> 1
<tb>
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94,35 1,35 3,5
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<tb> 92 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 2
<tb> 87,4 <SEP> 0,65 <SEP> 10 <SEP> 2
<tb>
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83,5 0,5 15 67e75 0,35 60 a3,6 0,75 2,5
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<tb> 91,5 <SEP> 0,5 <SEP> 5
<tb>
<tb> 88,5 <SEP> 0,5
<tb>
II est à remarquer que, bien que des-
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pourcentages déf1nis aient été donnés dans ce tableau, lesdits pourcentages ne sont indiqués qu'a titre'
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'exemple et que des pourcentages intermédiaires de Ni, A1 et Ca peuvent être adoptés si on le désire;
dans de tels alliages intermédiaires, la teneur convenable en Cd doit varier de manière correspondante.
La dureté maximum, dans la. série précitée
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dall1agess dont la. plupart peuvent être traités à chaud,, a été obtenue dans les cas où la teneur en nickel dépassait la teneur en aluminium.
Les expériences de la demanderesse ont montré que 3 % de nickel ou davantage s*ajoutant à environ
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1 4 dlaluminim et à uue quantité de oadmium comprise entre 0,01 et 2950 % environ donne un alliage ou des alliages qui durcissent particulièrement bien par trai- tement thermique à basse température*
Pour l'effet de durcissement maximum par traitement thermique, la teneur en nickel doit être
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ap:prox:ùn.a.tivement égale à au moins trois fois la teneur en aluminium, et la teneur en aluminium doit être d'au
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moins t3,5 mais de préférence dtau moins 1 %<
Bien que les limites maximum. des éléments constituants de l'alliage soient celles indiquées plus haut, les limites préférées par la demanderesse sont :
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cadm1.............. otoi â. 1!5 % Jaum1n1un............. 095 à 4 % 2iCtcel................ 3 â 30 ouiirre, 6406444 6ae5 à 96,49 % un alliage qui, d'après les constatations de la demanderesse possède des propriétés très désirables, particulièrement pour son utilisation dans la fabrication des tubes de condenseur ou pour 1*utilisation en présence de vapeur, alliage convenant aussi pour la fabrication
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de feuilles, de barres, de tubes de petit diamètre, de pièces forgées, etc... est forma approximativement de
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1 % de oadm1wa
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<tb> 5 <SEP> % <SEP> de <SEP> nickel
<tb>
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1 â S ' d' al le reste étant du cuivre.
Cet alliage, avec une teneur en aluminium atteignant sensiblement 2 %, Béat être tra- vaillé à chaud et à froid; avec une teneur en aluminium
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comprise entre 3 et 5 % approximativement, il peut être travaillé à froid.
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Des alliages renfermant approx%ativPnwn%
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<tb> 78,5 <SEP> % <SEP> de <SEP> cuivre
<tb>
<tb> 0,5 <SEP> % <SEP> de <SEP> cadmium
<tb>
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20 % de nioleel et 1 %d&luNtinium
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ainsi que d'autres alliages reurermant .pproxùrtaivem.n
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84925 % de auture
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<tb> 0,75 <SEP> % <SEP> de <SEP> cadmium
<tb>
<tb> 15 <SEP> % <SEP> de <SEP> nickel
<tb>
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et 1 4 d$aliminiua ont été reconnus comme convenant très bien pour les applications où ils se trouvaient exposes à 3.
'action de la vapeur ou à d'autres actions corrosives, de même que pour la confection d'objets qui devaient être façonnes: par travail à chaud ou à froid puis durcis par traitement thermique, notamment lorsqu'une couleur 'blanche était dé- sira.ble.
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L'effet avantageux de l'iraorat3.on de oad- mium, de nickel et d'aluminium. au cuivre est très marqué
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mgme lorsque ohaoun de ces trois éléments se trauve en petite quantité, telle qu'une quantité comprise entre
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0,01 % et 0,10 %; Cet effefift est particulièrement sensible
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en ce qui concerne l'augmentation de la dureté, de la résistance à la corrosion et à la désintégration inter granulaire en présence de vapeur.
L'invention vise les alliages ayant la compo- sition et les proprirétes caractéristiques ci-dessus Liguées qu'ils contiennent, ou non, de petites quantités d'un ou plusieurs éléments additionnels tels que l'étain, le zinc, le fer, le manganèse, le magnésium. et (ou) le silicium. La quantité totale dût ou des éléments additionnels doit être inférieure à 2 % de la quantité d'alliage et,de préférence, inférieure à l %.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.