BE433831A - - Google Patents

Description

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  " AGENT D'ADDITION   POUR   METAL   FERREUX   FONDU " 
La présente invention est relative au traitement de l'acier fondu en vue de favoriser la formation d'une  @@@ud   structure à grain fin et l'élimination d'impuretés nui- sibles. 



   Pendant la fabrication, les aciers sont souillés par certains oxydes et des gaz occlus qui, s'ils ne sont pas enlevés presque complètement ou rendus inoffensifs, nuisent à la qualité et aux propriétés physiques de l'acier terminé. De façon à remédier aux effets nuisibles de ces impuretés, on ajoute ordinairement à l'acier, du ferro-si- licium ou du ferro-manganèse ou les deux comme désoxydants et cela peu de temps avant de le couler en lingots ou sous 

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 d'autres formes. Pour augmenter encore la désoxydation et obtenir un acier qui soit de façon inhérente à grain fin n'ayant pas tendance à ce que le grain augmente aux tempé- ratures élevées, on fait en général une dernière addition d'aluminium à l'acier fondu. 



   Des additions d'aluminium faites en quantités convenant   dans   ce out et de la façon ci-dessus indiquée tendent à produire un acier contenant des inclusions non métalliques en quantités et de types nuisibles. On a proposé d'utiliser à la place d'aluminium d'autres agents tels que le vanadium, le zirconium ou le titane mais aucun de ces élémentsne donne complètement satisfaction. En général, le vanadium est trop coûteux pour pouvoir l'ajouter en quantité suffisante pour donner les résultats désirés et le zirconium et le titane tels qu'on les utilisait jusqu'ici tendent à donner un acier contenant de nombreuses impure- tés non métalliques nuisibles. 



   Conformément à la présente invention, on fabri- que un acier sensiolement exempt d'impuretés nuisibles non métalliques, gazeuses et solides et présentant des pro- priétes mécaniques améliorées ( y compris une meilleure résistance aux chocs) et d'excellentes caractéristiques en ce qui concerne la finesse du grain, en ajoutant à l'a- cier, pendant   qu'il   est fondu, dans là poche ou autrement un peu avant la coulée, un agent d'addition contenant 25 à   oj;,,= (de   préférence, 35 à 55%) de silicium, de fer et au moins de deux éléments choisis dans les trois groupes sui- vants: (1) glucinium, magnésium, calcium,   oaryum,   stron- tium, bore et aluminium; (2) titane, zirconium, cérium, hafnium et thorium;

   (3) vanadium, niobium et tantale, des 

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 éléments d'au moins deux de ces groupes étant présents cha- cun en quantité d'au moins 3%. Le fer est présent comme impureté ou diluant que l'on'introduit de façon inévitable lorsque l'on fabrique une matière économique et pratique industriellement, et il ne doit pas dépasser   65%.   La quan- tité totale des éléments choisis dans les groupes ci-dessus indiqués est de préférence au moins   10%   mais sans dépasser   60%   de la composition de l'agent d'addition.

   Si le nombre des éléments de ce mélange n'est que de 2, ce total doit, de préférence, ne pas dépasser 25% de la composition de l'agent d'addition et si ce nombre est supérieur à 2, cette quantité totale ne dépasse de préférence pas   25%   de plus de 5% pour chacun de ces éléments au-dessus de 2. Une composition d'agent d'addition préférée contient 45 à 65% de silicium, 5 à   15%   de zirconium, 5 à 15% de vanadium et 5 à 15% d'aluminium, le restant étant du fer.. 



   Lés constituants de l'agent d'addition sont, de préférence, mis au préalable sous forme d'un alliage prin- cipal mais ils peuvent ne pas être mis sous forme d'allia- ge ou ne l'être que partiellement et être utilisés sous forme d'une briquette de matière en petites particules. 



  De même, certains des constituants de cet agent peuvent être mis, de façon appropriée, sous forme de composés fa- cilement réductibles ou décomposables, tels que des nitrures, des nitrates ou des mélanges de ces corps.   Toutefds,   il est essentiel que lès constituants soient étroitement associés car des additions successives de plusieurs constituants, sé- parément faites à l'acier, ne   donnent   pas les résultats favorables de l'invention.. 

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   En général, les résultats sont d'autant meilleurs que l'agent d'addition est plus complexe, c'est-à-dire que plus est grand le nombre des ingrédients désoxydants choisis dans les groupes ci-dessus. 



   Des alliages ayant sensiblement les compositions indiquées dans la table suivante sont des alliages types de ceux qui ont été utilisés avec succès pour la mise en   pra--   tique de l'invention. 
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Dans la mise en pratique du procédé suivant l'in- vention, il est préférable d'ajouter à l'acier fondu à trai- ter une quantité suffisante de l'agent d'addition selon l'invention pour que la teneur en silicium de l'acier soit augmentée d'environ   0,25%.   Ie pouvoir désoxydant ou de raf- finage du grain peut être réglé ou modifié en ajoutant plus ou moins que la quantité de matière   suffisante,pour   augmen- ter la teneur en silicium des aciers d'environ 0,25%, ou bien à titre de variante,

   la concentration du silicium par rapport aux autres constituants de l'agent d'addition peut être modifiee. Si l'on desire une moindre finesse de grain, une partie du silicium nécessaire pour la désoxydation peut être adoubée comme agent suivant l'invention et une partie comme ferro-silicium ordinaire et, si l'on   désirè   avoir une plus grande finesse de grain, on peut augmenter l'action de l'agent d'addition par une addition d'aluminium ou autre agent donnant de la finesse au grain. 

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   On peut ajouter la composition désirée à l'acier de toutes façons bien connues, par exemple dans le four, dans la poche ou dans le courant de matière fondue pendant la coulée. Lorsque l'on ajoute l'agent d'addition à l'acier, soit dans la poche, soit dans le courant de matière fondue, il   faut ,   en géneral, utiliser un agent contenant moins de 50% de fer environ, de façon à réduire l'effet de refroi- dissement du fer. Si l'on ajoute l'agent à l'acier qui se trouve dans le four, la teneur en fer de l'agent peut être supérieure à 50%. 



   En choisissant les éléments de façon appropriée, on peut facilement obtenir une dimension de grain N  6 ou N 7 dans les aciers traités suivant l'invention. Dans la présente description "dimension de grain" est relative à la dimension austénitique ou dimension inhérente de grain déterminée par l'essai carburant McQuaid-Ehn effectué à une température de 925  pendant 8 heures, tel qu'il est défini par la spécification E 19-33 de l'American Society for Testing Materials. Le degré d'obtention de finesse du grain ou de désoxydation de l'acier par unité d'agent d'addition ajouté varie non seulement avec la combinaison d'éléments choisis mais également avec le type d'acier à traiter, de sorte que la quantité totale d'agent à ajouter à l'acier pour obtenir le meilleur résultat doit être déterminée à l'aide d'essais.

   En général, cette quan- tité totale d'agent est inférieure à 5% et le plus souvent inferieure à 1%. 



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Bien que les agents d'addition suivant l'invention soient particulièrement intéressants dans le traitement des aciers qui doivent être travaillés à chaud,l'invention 

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 est également applicable au traitement d'aciers qui doivent être utilisés pour faire des pièces coulées. Lorsqu'on les utilise dans ce dernier but, on a constaté que, dans oeaucoup de cas, on peut améliorer les caractéristiques de la pièce coulée si   l'on   ajoute la matière suivant l'inven-   tion   en   quantité   qui est suffisante pour désoxyder le mé- tal mais est insuffisante pour   donner   lieu à la formation d'inclusions nuisibles . 



   Des aciers traités conformément à la présente in- vention sont sains, sensiblement exempts d'inclusions non mé-calliques excessives et ils possèdent une ductilité et une résistance aux chocs qui sont meilleures. En outre, les inclusions en petit nombre, réparties daus ces aciers sont plus uniformes que diverses c'est-à-dire que la majorité des inclusions, qui en   genéral   accompagnent un traitement désoxydant produisant une petite dimension de grain , n'est pas sensible dans les aciers désoxydés conformément à l'in- vention jusqu'à ce que l'on obtienne un degré plus élevé de raffinage de grain que celui que l'on peut obtenir par addition d'aluminium seul.

Claims (1)

1. RESUME I . Agent d'addition pour le traitement d'un mé- tal ferreux fondu, caractérisé par les points suivants, ensemble ou séparément: 1 - Il confient 25 à 85% de silicium, 3 à 20% d'eau moins un élément choisi dans le groupe : glucinium, magnésium,calcium, baryum, strontium, bore, et aluminium, <Desc/Clms Page number 7> 3 à 20% d'au moins un élément choisi dans le groupe : titane, zirconim, cérium, hafnium, et thorium, 3 à 20% d'au moins un élément choisi dans le groupe; vanadium, niobium, et tantale, le restant étant du fer.

   2 .- Il contient 25 à 85% de silicium , 3 à 20% d'au moins un élément choisi dans le groupe; glucinium, magnésium, calcium, baryum, strontium, bore, et aluminium, 3 à 20% d'au moins un élément choisi dans le groupe : vana-dium, niobium, et tantale, le restant étant du fer.

   3 . - Il contient 25 à 85% de silicium, 3 à 20% d'au moins un. élément choisi dans le groupe ; titane,zirconium, cérium, hafnium,' et thorium, 3 à 20% d'au moins un élément choisi dans le groupe : niobium, et tantale, le restant étant du fer.

   4 .- Il contient 25 à 85% de silicium, 3 à 20% de chacun d'au moins deux éléments choisis dans le groupe: titane, zirconium, cérium, hafnium, et thorium, le restant étant du fer.

   5 .- Il contient 25 à 85% de silicium, 3 à 20% de chacun d'au moins deux éléments choisis dans le groupe: vanadium, niobium, et tantalum, le restant étant du fer.

   6 .- L'agent suivant 1 à 5 contient 35 à 55% de silicium et 10 à 30% des éléments de ces groupes.

   7 .- L'agent suivant 1 contient 35 à 55% de si- licum, 3 à 20% d'aluminium, 3 à 20% zirconium, 3.à 20% va- nadium, le restant étant du fer.

   II. Procédé de traitement de métal ferreux fondu qui consiste à ajouter de 1 à 5% de l'agent d'addition tel <Desc/Clms Page number 8> que ci-dessus.

   III. Fer et acier traité par le procédé ci-des- sus.