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Acier pour aimants permanents.
On sait qu'on a déjà formulé les propositions les plus différentes pour améliorer, par des additions, l'acier chrome-manganèse connu, à 0,7 - 1,6 % de carbone et.2- 10 % de chrome. C'est ainsi qu'on lui a ajouté, soit individuelle- ment, soit ensemble, du tungstène et du molybdène ou encore, outre le tungstène et le molybdène, du cobalt et finalement aussi du cobalt ainsi que d'autres additions en quantités notables. Par élévation de la teneur en manganèse, on a éga- lement tenté d'améliorer 1.'acier au chrome connu, quant à ses propriétés magnétiques. Comme quantités à envisager pour ces
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éléments additionnels, on indiquera jusqu'à 8 % de tungstène, jusqu'à 4 % de molybdène, jusqu'à 2,5 % de manganèse et jusqu'à 38 % de cobalt.
La présente invention repose sur la constatation que ces aciers pour aimants permanents, basés sur l'addition de chrome, tant ces aciers purs que ceux qui contiennent des quantités additionnelles de tungstène, molybdène, manganèse ou cobalt, peuvent être améliorés quant à leurs propriétés magné- tiques grâce à une addition d'aluminium. Conformément à l'in- vention, on propose par conséquent d'utiliser comme matière première, en vue de la fabrication d'aimants permanents, un acier qui, outre 0,7 - 1,6 $. de carbone, 2-la $ de chrome et éventuellement jusqu'à 8 % de tungstène, jusqu'à 2,5 % de manganèse, jusqu'à 4 % de molybdène et jusqu'à 38 % de cobalt, contiennent encore 0,1 - 5 % d'aluminium et le reste en fer.
Ce reste en fer contient lui-même les impuretés habituelles de l'acier.
Les aciers du genre mentionné possèdent après la trempe à l'eau, à l'huile, ou partiellement également à l'air comprimé, ou sous l'effet de moyens agissant de manière analogue, une structure martensitique. Ils se différencient des aciers connus jusqu'à présent, destinés à la fabrication d'aimants permanents et basés sur une addition de chrome, par des valeurs magnétiques plus élevées, et présentent en outre une insensibilité plus grande vis à vis des recuits nécessai- re au cours de la fabrication. De plus, il possèdent une stabilité plus grande vis à vis des influences démagnéti- santes de toutes sortes, en particulier le vieillissement sous l'action du temps et de la température. Il présentent aussi une résistance électrique plus élevée.
Malgré leur teneur en aluminium, les alliages ainsi définis se laissent @ -
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bien travailler par laminage, forgeage ou à la presse. Un avantage important de ces aciers réside en outre dans leur faible tendance à la corrosion.
L'augmentation de qualité obtenue grâce à l'addition d'aluminium ressort des essais comparatifs suivants, effectués avec un acier pour aimants au chrome contenant par exemple 1,0% de carbone, 4,0 de chrome et 0,5% de tungstène:
EMI3.1
Trempe Br H BJle (BH)max. '(bd) max.
= Br.He
EMI3.2
<tb> 810-8400 <SEP> 10200/ <SEP> 62/66 <SEP> 675.000 <SEP> 317.000 <SEP> 0,47
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> l'eau <SEP> 11000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ---------------------------------------------------------------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 850-880 <SEP> 9600/ <SEP> 68/75 <SEP> 695.000 <SEP> 326.000 <SEP> 0,47
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> l'huile <SEP> 10200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ---------------------------------------------------------------
<tb>
Un acier de même composition, lequel toutefois, et conformément à l'invention, (voir exemple) contient encore
EMI3.3
1,2 rtJ d'a].um1nium, permet d'arriver aux valeurs suivantes:,
EMI3.4
<tb> (BH)max
<tb>
EMI3.5
Trempe B 0 Brile (BR}max 1:
.\ = Br.Re
EMI3.6
<tb> 860-890 <SEP> 9600/ <SEP> 77/82 <SEP> 795.000 <SEP> 590.000 <SEP> 0,49
<tb>
<tb> dans <SEP> l'huile <SEP> 10400
<tb>
La teneur en aluminium assure donc, dans l'exemple ci-dessus, vis-à-vis d'un acier exempt d'aluminium, une éléva- tion de qualité d'environ 20 %. Même la valeur moyenne de l'acier à 6 % de tungstène, connu donnant une valeur maximum de (BH) égale à 330.000, est par conséquent dépassée. Vis-à- vis de cet acier connu, l'acier proposé conformément à l'in- vention est encore supérieur en ce qui concerne la stabilité eu égard aux champs étrangers démagnétisants, et eu égard à l'action démagnétisante du temps et de la température.
Avec @
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un acier à 6 % de tungstène, la perte en énergie magnétique utilisable,provoquée par un chauffage de 50 heures à 100 C. est égale à 4 - 5 %. Avec un acier établi conformément à l'in- vention, contenant 1 % de carbone, 4,0 % de chrome, 0,5 $. de tungstène et 1,2 % d'aluminium, la perte sous l'effet du mené traitement n'est seulement que de 0 à 1,5 %. Le même traite- ment de vieillissement réduit de 9 - 10 % la force coercitive de 3.'acier pour aimants à 6 % de tungstène, alors que l'acier ci-dessus désigné, et réalisé conformément à l'invention, ne subit une réduction que d'environ 4 - 6 %.
Cet alliage d'acier présente par conséquent une ré- sistance notable vis à vis du vieillissement artificiel, la- quelle est par ailleurs propre à tous les alliages, contenant de l'aluminium et à base de chrome, proposés conformément à l'invention.
Une amélioration de l'effet est en outre obtenue si les alliages à utiliser présentent encore une teneur en nickel de 0,1 - 2 %, qui peut être remplacée par une addition de même importance en cuivre, jusqu'à une valeur de 1,5 %.
Par exemple, un acier pour aimants à base de chrome, à 1,0 % de carbone, 4,3 $ de chrome, 1,2 % de tungstène, 3,2 % de cobalt, après trempe à 880-910 dans l'huile, présente les valeurs suivantes:
EMI4.1
(Bil) Max (Bli2m r He BrHc (BH) max 1'1:: gr.H e --------------------------------------------------------------
EMI4.2
<tb> 9000/ <SEP> 92/100 <SEP> 902. <SEP> 000 <SEP> 453.000 <SEP> 0,48
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9800
<tb>
EMI4.3
------------------------------------------------------------
Un acier de même composition, mais qui toutefois, et conformément à l'invention, contient encore 1,4 d'aluminium ou 0,9 % d'aluminium et 0,4 % de nickel, présente après trempe
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à 880-910 dans l'huile, les valeurs suivantes:
EMI5.1
<tb> Br <SEP> Hc <SEP> Br.Hc <SEP> (BH)max <SEP> (BH)max/#=B@H
<tb>
EMI5.2
0 0 BH)max 11 = B.g
EMI5.3
<tb> 9500/ <SEP> 95/102 <SEP> 965.000 <SEP> 477.000 <SEP> 0,495
<tb>
<tb> 10300
<tb>
EMI5.4
-----------------------------------------------------
Cet acier présente donc par addition de quantités trèsréduites d'aluminium ou d'aluminium et de nickel, une amélioration sensible. Dans la composition définie et réa- lisée conformément à l'invention, il atteint les chiffres de qualités de l'acier courant à 6 $ de chrome-nickel (environ 1 % de carbone, environ 8 - 9 '$ de chrome, envi- ron 1 - 6 % de molybdène, environ 6 - 6,5 $'de cobalt) donnant environ (BH) maximum = 500.000.
Conformément à l'invention, la teneur en aluminium dépassant 0,5 et contenue dans les alliages à utiliser, peut être en totalité ou en partie remplacée par du silicium, du titane,du magnésium ou du calcium, grâceà quoi éga- lement certaines améliorations des propriétés magnétiques peuvent être provoquées. Ces éléments peuvent intervenir soit isolement soit en commun, pour remplacer la teneur en aluminium dépassant 0,5 %, toutefois, à condition que ceux-ci ne dépassent pas une teneur extrême de 2,5 %.