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"PERFECTIONNEMENTS AUX ACIERS SPECIAUX"
Cette invention est relative aux aciers et vise plus particulièrement à améliorer ceux des aciers dits "spé- ciaux", quoique l'invention ne soit pas nécessairement limitée aux aciers spéciaux.
L'objet principal de l'invention est d'améliorer la facilité d'usinage des aciers spéciaux. Un autre but est de communiquer aux aciers spéciaux une résistance de frotte- ment ou des coefficients de frottement moindres que ceux que possèdent les autres.aciers dont la composition est analogue mais qui ne contiennent pas de plomb.
, Jusqu'à ce jour, la pratique à laquelle on a eu' le plus couramment recours en vue d'améliorer la facilité
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avec laquelle les aciers se laissent usiner résidait dans l'addition de soufre à l'acier. Par exemple, certains aciers dits "à coupe libre" sont bien connus dans l'industrie de l'acier. L'association "Society of Automotive Engineers" a reconnu cette classe d'aciers spéciaux et a établi des spé- cifications normales pour leur composition chimique. Le sé- lénium est quelquefois utilisé, quoique le coût de cet élément soit quelque peu prohibitif.
Normalement, lorsque le soufre ou le sélénium sont utilisés pour améliorer la facilité d'usi- nage de l'acier, on les introduit en quantités telles qu'elles assurent l'obtention d'un acier fini contenant plus de 0,05% de l'un ou l'autre de ces éléments; ou bien, si ces éléments sont tous deux utilisés, on en exige habituellement un total supérieur à 0,05%.
On avait déjà proposé d'incorporer de 0,5 à 2% de plomb à un alliage ferreux contenant de 15 à 30% de chrome en vue de réduire la grosseur des grains et leurs li- mites et d'empêcher le développement du grain lorsque les allia- ges sont appelés à être soumis à des températures relative- ment élevées et à un refroidissement subséquent, et en vue de rendre l'alliage plus facile à travailler et plus apte à résister à la corrosion. Toutefois, on ne semble pas avoir pensé qu'il est possible d'améliorer la facilité d'usinage des aciers spéciaux par l'addition de plomb.
L'invention envisage l'application de faibles pour- centages de plob dans les aciers spéciaux. Elle envisage l'application de 0,03 à 1% de plomb, bien que des aciers con- tenant de 0,03 à 0,5% de plomb soient préférés. Elle réside en outre dans le fait que le plomb est introduit dans les
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aciers de telle manière que ceux-ci le retiennent principale- ment sous une forme infra-microscopique et à l'état compara- tivement uniformément dispersé dans toutes les parties de l'acier.
L'invention est applicable aux aciers dits "au nickel" qui peuvent contenir 0,1 à 0,6% de carbone, 0,1 à 1% de manganèse, des traces à 0,5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore, des traces à 0,06% de soufre et 0,4 à 6% de nickel. Elle est aussi applicable aux aciers au "nickel- chrome" qui peuvent contenir 0,1 à 0,6% de carbone, 0,1 à 1% de manganèse, des traces à 0,5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore, des traces à 0,06% de soufre, 1 à 4% de nickel et 0,4 à 2% de chrome.
De même elle est applicable aux aciers au"molybdène" qui peuvent contenir 0,1 à 0,6% de car- bone, 0,1 à 1% de manganèse, des traces à 0,5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore, des traces à 0,06% de soufré, des traces à 1,25% de chrome, des traces à 4% de nickel et 0,1 à 0,5% de molybdène.
L'invention est aussi applicable aux aciers au "chrome" qui peuvent contenir 0,1 à 1,1% de carbone, 0,1 à 1% de manganèse, des traces à 0,5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore, des traces à 0,06% de soufre et 0,25 à 2% de chrome. Elle est aussi applicable aux aciers au "chrome- vanadium qui peuvent contenir 0,1 à 1% de carbone, 0,1 à 1% de manganèse, des traces à 0,.5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore, des traces à 0,06% de soufre, 0,5 à
1,5% de chrome et 0,1 à 0,3% de vanadium. De même, elle s'applique aux aciers au "manganèse" qui peuvent contenir 0,1 à 0,6% de carbone, 1,25 à 2% de manganèse, des traces à
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0,5% de silicium, des traces à 0,05% de phosphore et des traces à 0,06% de soufre.
Dans la mise en pratique de l'invention, le plomb a été ajouté à l'acier par divers procédés qui seront exposés avec plus de détail ci-après. On se contentera d'ob- ' server pour l'instant qu'il semble important que le plomb soit ajouté à l'acier à l'état subdivisé et dans des con- ditions qui assurent une agitation considérable de l'acier.
Par exemple, le plomb a été dispersé d'une façon satisfaisan- te dans toutes les parties de l'acier par son introduction dans l'acier fondu contenu dans un creuset situé dans un four à induction à haute fréquence, qui occasionne naturel- lement une agitation de l'acier. On l'a aussi dispersé d'une façon satisfaisante dans toutes les parties de l'acier en l'introduisant dans des lingotières pendant la coulée et, de préférence, en commençant cette introduction du plomb dans les premiers stades du remplissage de la lingotière. Il est aussi important que le plomb soit introduit en quantités suffisantes pour assurer la retenue de la quantité désirée dans l'acier.
Par exemple, les essais de la demanderesse ont montré que, par l'introduction de pourcentages de plomb voisins de 1% du poids de l'acier, on peut obtenir, dans des conditions favorables, environ 0,5 à 0,7% de plomb dans l'acier fini.
On a découvert que les aciers spéciaux contenant 0,03 à 1% de plomb se laissent usiner plus facilement sous divers états de traitement thermique et tels qu'ils sont obtenus par le laminage à chaud. On entend par là que des aciers spéciaux ayant une composition chimique donnée,
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abstraction faite du plomb, et ayant été traités thermique- ment de façon qu'ils possèdent la même résistance mécanique et la même dureté sont plus faciles à usiner et peuvent être usinés à un taux plus rapide lorsqu'ils contiennent 0,03 à 1% de plomb que lorsqu'ils ne contiennent pas cet élément.
On a aussi découvert que, parmi des aciers ayant essentielle-' ment la même'composition chimique, à l'exception de la teneur en plomb, ceux qui contiennent du plomb peuvent être usinés plus facilement dans des conditions industrielles et écono- miques, alors qu'ils ont une dureté et une résistance méca- nique plus grandes, que lorsque le plomb est absent.
L'expérience a démontré que le fait d'ajouter du plomb à ces aciers spéciaux entre les limites indiquées plus haut n'a pas d'effet nuisible sur les caractéristiques de forgeage et de laminage; que ces aciers peuvent être traités thermiquement par les méthodes habituelles; que les aciers résultant de ce traitement thermique possèdent essentielle- ment les mêmes propriétés mécaniques, telles que limite d'élasticité, charge de rupture, allongement, réduction des arcs, résistance au choc et dureté, que les mêmes aciers dépourvus de plomb:
Comme indiqué plus haut, l'incorporation du plomb aux aciers en vue de rendre leur usinage plus facile est ap- plicable à des aciers de différentes teneurs en carbone.
Ceci a par exemple été démontré pour les aciers ordinaires, dont la teneur en carbone est comprise entre environ 0,15 et 0,88%, tous les aciers de ce genre ayant été éprouvés à l'état normalisé. Ces aciers ont été soumis à des essais de détermination de la propriété d'usinage, basés sur des opéra-
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tions de sciage, essais dans lesquels les présents aciers et les aciers de la même composition mais dépourvus de plomb ont été comparés avec un acier du type "S.A.E. 1020". Dans l'exécution des essais de sciage, une comparaison a été faite - entre le temps nécessaire pour tronçonner des barres faites d'aciers S.A.E. 1020 dont certains ne contenaient pas de plomb et d'autres étaient des aciers suivant l'invention.
En divi- sant le temps moyen nécessaire pour tronçonner les barres des présents aciers par le temps nécessaire pour tronçonner les barres de l'acier normal C.A.E. 1020, on a obtenu un rap- port qu'on a appelé "indice de sciabilité". Le tableau I indique quelques résultats de ces essais.
EMI6.1
?a1BLLlU 1 - COI;.1-G;;IfICIda :W INDICES DE âdTliITT1'E ILLUdJ.::T L'EFFET DU FLOId3 3Uh DES ACIERS E,{P1EII\HDi'T'.I:1"UX..
PAUVRES EN SOUFRE
EMI6.2
<tb> Acier <SEP> Composition <SEP> Traite- <SEP> Dureté <SEP> Indi-
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<tb> normal <SEP> sciabilité
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<tb>
<tb>
<tb> 3494 <SEP> 0,15 <SEP> 0,54 <SEP> 0,024 <SEP> 0,025 <SEP> 0,09 <SEP> 871 <SEP> 114 <SEP> 0,92
<tb>
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<tb> 3495 <SEP> 0,17 <SEP> 0,85 <SEP> 0,025 <SEP> 0,025 <SEP> 0,114 <SEP> 0,07 <SEP> 871 <SEP> 121 <SEP> 0,73
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3496 <SEP> 0,47 <SEP> 0,74 <SEP> 0,027 <SEP> 0,025 <SEP> 0,088 <SEP> 815 <SEP> 179 <SEP> 0,68
<tb>
EMI6.5
5,'P)? 0,46 0,80 0,024 0,025 0,170 0,197 815- 179 0,51
EMI6.6
<tb> 3498 <SEP> 0,88 <SEP> 0,74 <SEP> 0,022 <SEP> 0,024 <SEP> 0,164 <SEP> 7870 <SEP> 269 <SEP> 0,72
<tb>
<tb> 3499 <SEP> 0,88 <SEP> 0,82 <SEP> 0,023 <SEP> 0,025 <SEP> 0,152 <SEP> 0,
183 <SEP> 787 <SEP> 277 <SEP> 0,56
<tb>
On remarquera que les indices de sciabilité des aciers au plomb Nos 3495, 3497 et 3499 sont nettement inférieurs à ceux de l'acier Je comparaison ayant essentiellement la même composition chimique mais ne contenant pas de plomb. Ces améliorations marquées apportées à la propriété d'usinage ont
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été effectuées par des teneurs en plomb inférieures à 0,2% et pour des aciers ayant des duretés comprises entre environ 120 et environ 270 sur l'échelle Brinell.
L'effet avantageux, sur la propriété d'usinage des, aciers spéciaux, qui résulte de la mise en pratique de cette invention est mis en évidence par les données du tableau II dans lequel on a utilisé un acier spécial contenant les éléments d'alliage spéciaux chrome, nickel et molybdène et dans lequel on a utilisé cet acier avec ou sans addition de plomb. Cet acier est assez voisin des compositions des aciers S.A.E. dési- gnées par S.A.E 4340 et X-4340.
Les résultats des essais de sciabilité de ces aciers spéciaux sont ceux qu'on a obtenus après avoir soumis les éprouvettes à deux traitements thermiques du genre.de ceux qui seraient appliqués normalement dans la pratique. Dans le premier traitement thermique, les échantillons ont été chauffés à 815 , trempés dans de l'huile, puis revenus à 538 , ce qui a donné une'dureté Brinell de 341. Dans le second traitement thermique, les échantillons ont été recuits à 815 , puis re- venus à 677 , ce qui a donné une dureté Brinell de 210. Les essais de sciabilité montrent d'une manière concluante que les échantillons contenant du plomb étaient plus faciles à usiner.
Par exemple, lorsque ces aciers ont donné une dureté Brinell de 341, le temps nécessaire pour tronçonner les barres des dits aciers ne contenant pas de plomb a été environ 26% plus long. Lorsque les aciers ont donné une dureté Brinell de 210, le temps nécessaire pour tronçonner les barres des aciers ne contenant pas de plomb a été environ 16% plus long.
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Outre que les présents aciers ont accusé une plus grande facilité d'usinage dans les essais à la scie, ils rendent possible en général, d'augmenter à la fois la vitesse et l'avance dans les opérations d'usinage ordinaires. Il en résulte une économie supplémentaire dans le temps nécessaire pour exécuter une quantité de travail donnée ou, en d'autres termes, la production horaire par machine est augmentée.
TABLEAU II - EFFET DU PLOMB SUR LA FACILITE
D'USINAGE DES ACIERS AU Cr-Ni-Mo
EMI8.1
Dure-I ndi..
.AciEr C Mo. P S Si Cr Ni Mo Pb Traitez lq .....ent , scia¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯5e bilit6
EMI8.2
<tb> 3502 <SEP> 0,48 <SEP> 0,74 <SEP> 0,022 <SEP> 0,017 <SEP> 0,144 <SEP> 0,72 <SEP> 1,42 <SEP> 0,16 <SEP> - <SEP> Trempe <SEP> 341 <SEP> 0,73
<tb>
<tb> à <SEP> l'hui-
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<tb>
<tb> partir
<tb>
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<tb> Revenu
<tb> 538
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EMI8.3
3503 0,49, 0,77 0,024 0,015 0,13 0,75 1,84 CJ0,58 ditto 341 oe8
EMI8.4
<tb> 3502 <SEP> 0,48 <SEP> 0,74 <SEP> 0,022 <SEP> 0,017 <SEP> 0,144 <SEP> 0,72 <SEP> 1,420,16 <SEP> - <SEP> Recuit <SEP> 210 <SEP> 0,64
<tb>
<tb> à <SEP> 815
<tb>
<tb> Revenu
<tb> 6770
<tb>
EMI8.5
3503 0,49 0,77 0,024 0,15 v,13 0,75 1,84- 0,'J 0,7.58 ditto 210 0,5,r-
Dans la production des présents aciers spéciaux,
l'amenée du plomb en solution solide n'est pas subordonnée à des pourcentages élevés de chrome ou à la présence de molybdène, et l'invention peut être appliquée à des aciers spéciaux dans lesquels le chrome et le molybdène ne sont pas présents. En fait, la présente invention comprend l'introduc- tioh du plomb à des aciers ordinaires en vue de faciliter leur usinage.
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Dans la mise en pratique de l'invention, on utilise deux classes d'éléments d'alliage, à savoir les agents de renforcement de la-ferrite, .tels que nickel, cuivre, silicium et cobalt, et les agents de formation de carbures, tels que chrome, molybdène, tungstène et vanadium.-Le manganèse est aussi un élément d'alliage utile et on peut le considérer comme appartenant à l'une et l'autre des classes ci-dessus parce qu'il:agit à la fois de façon à renforcer la ferrite et à former des carbures, bien que son pouvoir de formation de carbures ne soit pas aussi élevé que celui des autres éléments de la s'econde classe.
Entre certaines limites, le phosphore est uh agent de renforcement de la ferrite et peut' être utilisé comme tel dans les aciers spéciaux, mais, en raison de certains effets nuisibles du phosphore, son emploi à titre'd'élément d'alliage est quelque peu limité. C'est ainsi que les aciers spéciaux qui se prêtent à une améliora- tion de leur facilité d'usinage par le présent procédé com- portent, à titre d'éléments d'alliage, des métaux choisis dans le groupe des agents renforçant la ferrite, des métaux du groupe des agents de formation de carbures, ou une com- binaison de métaux tirés des deux groupes. Par exemple, dans les aciers au nickel (S.A.E. 2000,2100, 2300 et 2500), le nickel est un agent de renforcement de la ferrite, bien qu'il joue d'autres rôles dans d'autres aciers spéciaux.
Dans l'acier au chrome (S.A.E. 5100), le chrome est un agent puissant de formation de carbures, bien qu'il joue d'autres rôles dans d'autres aciers spéciaux. Dans les aciers au nickel-chrome (S.A.E. 3100, 3200, 3300 et, 3400), on utilise à la fois un métal renforçant la ferrite et un métal de formation de carbures, et ces combinaisons procurent
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certains avantages. Dans l'acier au chrome-vanadium (S.A.E.
6100), deux métaux de formation de carbures sont utilisés.
Dans la composition indiquée dans le tableau II, on a utilisé un métal renforçant la ferrite et deux métaux donnant naissance à des carbures. Il a été démontré que, pour de nombreux usages et jusqu'à un certain degré, un agent ren- forçant la ferrite peut être substitué à un autre, demême qu'un agent donnant naissance aux carbures peut être substi- tué à un autre, sans que ceci modifie grandement les proprié- tés avantageuses de l'acier spécial résultant.
Le choix des agents de renforcement de la ferrite, des agents de formation de carbures ou des combinaisons de ces divers agents est subordonné en partie aux exigences de la fabrication et à l'usage que les aciers spéciaux sont appelés à recevoir. Le coût des éléments d'alliage est aussi un facteur à considérer. En temps que classe, les agents renforçant la ferrite sont utilisés pour augmenter la téna- cité et la facilité de travail à froid, alors que les agents de formation de carbures favorisent l'obtention d'une plus grande dureté et d'une plus grande résistance à l'usure.
Toutefois, il se peut que ces observations ne s'appliquent pas à toutes les compositions. Le principe général appliqué dans le choix d'éléments d'alliage destinés à la fabrication des aciers spéciaux consiste à utiliser une combinaison d'agents renforçant la ferrite et d'agents de formation de carbures qui esttelle que l'acier spécial résultant 'peut être considéré comme ayant une composition
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équilibrée et comme conférant à l'acier les caractéristiques et propriétés désirées.
L'invention est applicable à certains autres alliages ferreux spéciaux. Par exemple , on envisage l'ap- plication de 0,03 à 1 % de plomb dans un alliage contenant 0,07 à 0,25 % de carbone , 0,3 à 0,7 % de manganèse , des traces à 0,3 % de silicium, 0,1 à 0,15 % de phosphore , des traces à 0,06 % de soufre, 0,75 à 1,25 % de cuivre et 0,4 à 0,7 % de nickel. Quoique des alliages de ce type soient fréquemment utilisée dans des conditions qui n'exigent pas d'usinage , il se présente des cas où un usinage est désirable et un tel alliage contenant du plomb rentre dans le cadre de cette invention.
De nombreux aciers de compositions autres que ceux précédemment indiqués ont été fabriqués par la deman- deresse et quelques-uns de ces aciers sont spécifiés dans le tableau III.
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TABLEAU III - ACIERS SPECIAUX EXPERIMENTAUX
AVEC ET SANS PLOMB
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<tb> Acier <SEP> Composition <SEP> Chimique <SEP> - <SEP> Pour <SEP> cent
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<tb> N <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> S <SEP> P <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> V <SEP> Pb <SEP> Cu
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<tb> 4222 <SEP> 0,12 <SEP> 0,64 <SEP> 0,26 <SEP> 0,027 <SEP> 0,014 <SEP> 3,45 <SEP> - <SEP> 0,01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4223 <SEP> 0,17 <SEP> 0,66 <SEP> 0,28 <SEP> 0,027 <SEP> 0,014 <SEP> 3,49 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,17
<tb>
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<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4224 <SEP> 0,46 <SEP> 0,92 <SEP> 0,28 <SEP> 0,026 <SEP> 0,012 <SEP> 3,47 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4225 <SEP> 0,48 <SEP> 0,93 <SEP> 0,32 <SEP> 0,025 <SEP> 0,015 <SEP> 3,45 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4226 <SEP> 0,16 <SEP> 0,58 <SEP> 0,
24 <SEP> 0,022 <SEP> 0,011 <SEP> 1,25 <SEP> 0,65 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4227 <SEP> 0,16 <SEP> 0,60 <SEP> 0,26 <SEP> 0,025 <SEP> 0,010 <SEP> 1,25 <SEP> 0,65 <SEP> - <SEP> 0,14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 4228 <SEP> 0,45 <SEP> 0,83 <SEP> 0,29 <SEP> 0,027 <SEP> 0,012 <SEP> 1,24 <SEP> 0,66 <SEP> - <SEP> 0,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4229 <SEP> 0,46 <SEP> 0,84 <SEP> 0,29 <SEP> 0,027 <SEP> 0,012 <SEP> 1,26 <SEP> 0,66 <SEP> - <SEP> 0,18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4230 <SEP> 0,30 <SEP> 0,75 <SEP> 0,19 <SEP> 0,028 <SEP> 0,012 <SEP> - <SEP> 0,67 <SEP> 0,20 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4231 <SEP> 0,31 <SEP> 0,76 <SEP> 0,19 <SEP> 0,029 <SEP> 0,012 <SEP> - <SEP> 0,64 <SEP> 0,19 <SEP> 0,12
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4232 <SEP> 0,20 <SEP> 0,53 <SEP> 0,14 <SEP> 0,023 <SEP> 0,013 <SEP> 1,75 <SEP> 0,65 <SEP> 0,32 <SEP> 0,
03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4233 <SEP> 0,20 <SEP> 0,54 <SEP> 0,13 <SEP> 0,023 <SEP> 0,012 <SEP> 1,75 <SEP> 0,64 <SEP> 0,33 <SEP> 0,11
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> 4234 <SEP> 0,41 <SEP> 0,74 <SEP> 0,22 <SEP> 0,023 <SEP> 0,013 <SEP> 1,75 <SEP> 0,65 <SEP> 0,35 <SEP> 0,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4235 <SEP> 0,42 <SEP> 0,75 <SEP> 0,21 <SEP> 0,022 <SEP> 0,012 <SEP> 1,74 <SEP> 0,65 <SEP> 0,36 <SEP> 0,17
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<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> 4236 <SEP> 0,15 <SEP> 0,61 <SEP> 0,21 <SEP> 0,022 <SEP> 0,012 <SEP> 1,75 <SEP> - <SEP> 0,25 <SEP> 0,03
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<tb> 4237 <SEP> 0,16 <SEP> 0,64 <SEP> 0,20 <SEP> 0,025 <SEP> 0,012 <SEP> 1,72 <SEP> - <SEP> 0,24 <SEP> 0,18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 4238 <SEP> 0,40 <SEP> C,74 <SEP> 0,21 <SEP> 0,026 <SEP> 0,013 <SEP> 1,80- <SEP> 0,24 <SEP> 0,05
<tb>
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<tb> 4239 <SEP> 0,40 <SEP> U,75 <SEP> 0,
22 <SEP> 0,024 <SEP> 0,012 <SEP> 1,76 <SEP> - <SEP> 0,24 <SEP> 0,18
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 4240 <SEP> 0,19 <SEP> 0,56 <SEP> 0,20 <SEP> 0,024 <SEP> 0,010 <SEP> - <SEP> 0,75 <SEP> - <SEP> 0,02
<tb>
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<tb> 4247 <SEP> 0,20 <SEP> 0,57 <SEP> 0,21 <SEP> 0,023 <SEP> 0,010 <SEP> - <SEP> 0,75 <SEP> - <SEP> 0,12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> 4252 <SEP> 0,51 <SEP> 0,85 <SEP> 0,21 <SEP> 0,030 <SEP> 0,012 <SEP> - <SEP> 0,93 <SEP> - <SEP> 0,04
<tb>
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<tb> 4253 <SEP> 0,53 <SEP> 0,87 <SEP> 0,22 <SEP> 0,030 <SEP> 0,012 <SEP> - <SEP> 0,95 <SEP> - <SEP> 0,17
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<tb> 4244 <SEP> 0,14 <SEP> 0,57 <SEP> 0,21 <SEP> 0,025 <SEP> 0,009 <SEP> - <SEP> 0,91 <SEP> - <SEP> 0,18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4245 <SEP> 0,15 <SEP> 0,59 <SEP> 0,22 <SEP> u,026 <SEP> 0,011 <SEP> - <SEP> 0,91 <SEP> - <SEP> 0,18 <SEP> 0,
10
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4246 <SEP> 0,51 <SEP> 0,83 <SEP> 0,22 <SEP> 0,031 <SEP> 0,010 <SEP> - <SEP> 0,93 <SEP> - <SEP> 0,19 <SEP> 0,03
<tb>
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<tb> 4247 <SEP> 0,53 <SEP> 0,86 <SEP> 0,22 <SEP> 0,032 <SEP> 0,009 <SEP> - <SEP> 0,93 <SEP> - <SEP> 0,18 <SEP> 0,21
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<tb> 4248 <SEP> 0,30 <SEP> 1,77 <SEP> 0,23 <SEP> 0,032 <SEP> 0,015 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,03
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<tb> 4249 <SEP> 0,31 <SEP> 1,78 <SEP> 0,24 <SEP> 0,030 <SEP> 0,016 <SEP> - <SEP> 0,15
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<tb> 4250 <SEP> 0,19 <SEP> 0,53 <SEP> 0,10 <SEP> 0,028 <SEP> 0,119 <SEP> 0,53 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,04 <SEP> lpl
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<tb> 4251 <SEP> 0,20 <SEP> 0,56 <SEP> 0,10 <SEP> 0,029 <SEP> 0,120 <SEP> 0,51 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,18 <SEP> 0,
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Ces aciers ont été préparés dans un four à inductbn
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à haute fréquence. On a alors coulé la moitié de l'acier dans une lingotière, puis, ajouté du plomb à l'état finement divisé au reste d'acier fondu contenu dans le four. Après un court intervalle de temps pendant lequel l'acier a été agité par le courant induit, on a versé l'acier au plomb dans une seconde lingotière. Les lingots résultants, pesant 22,6 kg, ont été forgés et convertis-en barres par laminage. La moitié environ de chaque lingot a ainsi été convertie en barres rondes de '25,4 mm de diamètre et l'autre moitié a été convertie en barres rondes de 19 mm de diamètre.
On n'a ob- servé aucune différence appréciable entre les aciers exempts de plomb et les aciers contenant du plomb dans les opérations de forgeage et de laminage. Les compositions indiquées dans le tableau III sont les résultats d'analyses chimiques des lingots. Les aciers du type spécifié.dans le tableau III rentrent aussi dans le cadre de cette invention.
Une autre démonstration du fait que les additions de plomb facilitent 1'usinage d'un acier spécial est fournie par les essais d'un acier contenant environ 1% de carbone, 0,9%'de manganèse, 0,3% de silicium,' 0,025%. de soufre, 0,025% de phosphore, 0,12% de molybdène et 0,18% de. plomb.
Cet acier a été converti par étirage en fils de'1,6 mm et 0,8 mm de diamètre et a été utilisé pour la fabrication de petites pièces d'horlogerie à l'aide de machines automatiques.
Les essais en usine ont montré que cet acier était plus facile à usiner que tous les aciers antérieurs qui ont été éprouvés. Les propriétés mécaniques de cet acier à base de plomb étaient excellentes, ce qui est démontré par le fait que le fil de 1,6 mm de diamètre accusait une charge de -
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rupLure de 118 kg par mm2 et une striction de 25%, alors que le fil de 0,8 mm de diamètre accusait une charge de rupture de 131 kg/mm2 et une striction de 15%. On a observé que cet acier de grande résistance mécanique était facile à usiner et supérieur à ce point de vue aux aciers semblables ne contenant pas de plomb.
L'invention est aussi applicable au type d'acier con- tenant des constituants dont le rôle est de régler la gros- seur du grain de l'acier. Ainsi, l'invention comprend l'in- corporation de 0,03 à 1 % de plomb à un acier contenant une proportion de carbone comprise entre un minimum effectif et 1,7%, conjointement avec des éléments renforçant la ferrite et (ou) des agents de formation de carbures, ainsi qu'un élément servant à l'affinage du grain, tel que l'aluminium ou le titane, présent à raison de 0,22 à 2,7 kg par tonne.
L'application du plomb aux aciers spéciaux en vue de faciliter leur usinage n'exige pas que la teneur en soufre de ces aciers soit élevée au-dessus des spécifications nor- males, quoique, pour certains usages, on puisse rendre l'usi- nage encore plus facile en augmentant légèrement la teneur en soufre. Ceci n'est toutefois admissible que pour certaines pièces dans lesquelles l'accroissement de la teneur en soufre n'a pas d'effet nuisible sur les propriétés mécani- ques ou dans lesquelles les propriétés mécaniques désirées peuvent être obtenues par un traitement thermique.
Il ressort de la description qui précède que l'invention confère certaines propriétés avantageuses im- portantes aux aciers spéciaux. En premier lieu, elle améliore d'une façon marquée la facilité avec laquelle les aciers
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spéciaux du type décrit se laissent usiner. Elle améliore en outre la structure du grain des aciers de ce genre. De , plus, ces aciers contenant du plomb possèdent une résistance de frottement ou des coefficients de frottement plus faibles que d'autres aciers ayant des compositions semblables mais ne contenant pas de plomb. D'autres avantages ont été mis' en évidence dans la description qui précède.