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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED Perfectionnements aux alliages à base de cuivre Demande de brevet anglais du 17 octobre 1941 en sa faveur et e faveur de MM. M. COOK et W.O. ALEXANDER
Cette invention se rapporte à la fabrication de tubes de condenseurs, de viroles-de condenseurs et de pièces analogues.
Ces tubes et viroles; spécialement ceux des installa- tions marines, sont particulièrement exposés à la corrosion, et on a fait de nombreux essais pour surmonter cette difficulté, par exemple en employant des alliages spéciaux. Une classe d'al- liages qui a été proposée à cette fin comprend les bronzes d'alu- minium du type alpha- c'est-à-dire,des alliages consistant sur- tout en cuivre, zinc et aluminium, - qui contiennent 71%, ou plus, de cuivre, jusqu'à 5% d'aluminium, reste zinc.
La présente invention a pour objet un procédé per- fectionné de fabrication de tubes de condenseurs, de 'viroles de condenseurs et de pièces analogues, dans lequel on forme ces tubes, viroles, pièces analogues, d'alliages contenant essentiellement du cuivre, du zinc et de l'aluminium dans des proportions variant dans des limites qui sont définies graphiquement, dans un système à trois coordonnées, dans lequel les coordonnées représentent du cuivre, au zinc et de l'aluminium, par une aire triangulaire dont les sommets sont donnés par les trois teneurs composées suivantes:
5,1% d'aluminium + 12,1% de zinc, 5,1% d'aluminium + 17% de zinc, et 6,25% d'aluminium + 12,1% de zinc, et.on retient ces alliages sensiblement complètement dans la phase alpha, dans le produit fini,en effectuant tout le travail à chaud et toutes les opéra- tions de recuit à des températures de 500 C. à 650 C., de préfé- rence à 60U C..
L'expression "contenant essentiellement" tient compte de la présence non-intentionnelle de petites quantités d'impuretés qui n'ont pas d'effet nuisible sur les alliages et/ou de l'addi- tion intentionnelle de petites quantité d'autres substances dans des buts particuliers et suivant la pratique ordinaire, par exemple de l'addition de 0.02$ à 0.06 d'arsenic pour réduire la dézincification. Ainsi, les alliages peuvent contenir une faible
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proportion d'une ou de plusieurs des substances suivantes : fer, silicium, phosphore, cadmium argent, étain, plomb et nickel, en une quantité allant jusqu'à 0.5% de chacune de ces substances, leur total ne dépassant cependant pas 2%.
On sait que les bronzes d'aluminium présentent en général la meilleure résistance à la corrosion lorsqu'elles sont formées entièrement de solution solide alpha, mais que de très petites quantités de la phase béta peuvent être présenter sans avoir une influence appréciable sur la résistance des alliages à la corrosion, et par conséquent l'expression "sensiblement complètement dans la phase alpha!!, employée ci-dessus, envisage la présence de ces petites quantités de la phase béta dans les alliages.
Le diagramme annexé représente la structure de phases de bronzes d'aluminium pour une garnie étendue de compositions. La gamme des alliages, ayant des compositions suivant la présente invention, est indiquée sur le diagramme par l'aire définie par le triangle ABC. On constatera que cette aire se trouve à l'intérieur de l'aire de la phase alpha DEFG, mais qu'elle s'approche de très près de la limite EF entre les phases alpha et alpha + béta. On sait que la structure des phases des alliages voisins de la limite entre les phases peut être influencée dans une certaine mesure en variant le traitement thermique des alliages.
Par conséquent il est essentiel, suivant la présente invention, de contrôler le traitement thermique de la façon décrite ci-dessus, pour assurer que les alliages soient sensiblement complètement retenus dans la phase alpha, afin de leur conferer la meilleure résistance à la corrosion.
Sans un tel contrôle, au moins certains des alliages entrant dans la gamme des.compositions utilisées suivant la présente invention, sont obtenus avec une structure dans laquelle des phases autres que la phase alpha sont présentes en une proportion considérable, et dans ce cas la résistance des alliages à la corrosion est nettement inférieure à celle des alliages-alpha. Ainsi, lorsque, contrairement à la présente invention, les alliages sont recuits et/ou travaillés à chaud à 700 C., l'aire de la phase alpha est réduite par un déplacement de la limite EF entre les phases vers la nouvelle position XY, et par conséquent la plupart des alliages situés à l'interieur du triangle ABC contiennent des quantités considérables de la phase béta.
Les compositions de certains alliagés convenant pour la fabrication ae tubes de condenseur ou de pièces analogues suivant la présente invention, sont données à titre d'exemples aans le tableau 1 qui donne également des indications sur la résistance de ces alliages à la corrosion. La résistance à la corrosion, telle qu'indiquée dans le tableau, est mesurée par la perte de poids d'échantillons des divers alliages après immersion pendant des durées égales et dans les mêmes conditions dans de l'eau de mer maintenu en circulation. Il est évident que plus l'alliage résiste à la corrosion, moins grande est sa perte en poids. A titre de comparaison, la composition et les indications relatives à la corrosion de certains autres alliages, qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention, sont données dans le tableau 2.
Les numéros d'ordre des alliages inclus dans ces tableaux sont indiqués sur le diagramme de structure des phases par des points identifiés par les numéros d'ordre des alliages.
T A B L E A U 1
EMI2.1
<tb>
<tb> Alliage <SEP> Composition. <SEP> Perte <SEP> de <SEP> poids <SEP> en
<tb> n <SEP> % <SEP> ae <SEP> cuivre <SEP> % <SEP> zinc <SEP> % <SEP> aluminium <SEP> mg/dm2
<tb> 1 <SEP> 82. <SEP> 5 <SEP> 12.1 <SEP> 5. <SEP> 4 <SEP> 35
<tb> 2 <SEP> 81.5 <SEP> 13.1 <SEP> 5.4 <SEP> 45
<tb> 3 <SEP> 78. <SEP> 5 <SEP> 16.3 <SEP> 5.1 <SEP> 50
<tb> 4 <SEP> 81.4 <SEP> 12.3 <SEP> 6.2 <SEP> 60
<tb>
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TABLEAU 2
EMI3.1
<tb>
<tb> Alliage <SEP> Composition <SEP> Perte <SEP> de <SEP> poids <SEP> en
<tb> n <SEP> % <SEP> cuivre <SEP> ' <SEP> % <SEP> zinc <SEP> % <SEP> aluminium <SEP> mg/dm2
<tb> 5 <SEP> 80,3 <SEP> 15,9 <SEP> 3.7 <SEP> 90
<tb> 6 <SEP> 85.5 <SEP> 10.1 <SEP> 4.3 <SEP> 100
<tb> 7 <SEP> 85. <SEP> 9 <SEP> 7.9 <SEP> 6.1 <SEP> 100
<tb> 8 <SEP> 90.2 <SEP> 5. <SEP> 0 <SEP> 4.
<SEP> 7 <SEP> 130
<tb>
Les données des tableaux 1 et 2 montrent clairement que les alliages alpha contenant du cuivre, du zinc et de l'aluminium en des proportions répondant à la présente invention ont une plus grande résistance à la corrosion que d'autres alliages, du même type général, mais dont la composition ne répond pas à la présente invention. Des tubes de condenseurs, des viroles pour condenseurs et des pièces analogues, fabriqués suivant le procédé perfectionné décrit ci-dessus sont par conséquent capables de rester en service pendant des durées plus longues que les durées de service qu'on a pu atteindre jusqu'à présent avec des tubes de condenseurs fabriqués à partir d'alliages semblables.
REVENDICATIONS
EMI3.2
-------7-------------------
1.- Procédé de fabrication de tubes de condenseurs, de viroles de condenseurs et de pièces analogues, caractérisé en ce qu'on forme ces tubes, viroles et pièces analogues, d'alliages contenant essentiellement du cuivre, du zinc et de 3.'aluminium dans des proportions variant dans des limites qui sont définies graphiquement, dans un système à trois coordonnées, dans lequel les coordonnées représentent du cuivre, du zinc et de l'aluminium, par une aire triangulaire dont les sommets sont donnés par les trois teneurs composées suivantes :
5,1% d'aluminium + 12,1$ de zinc, 5,1% d'aluminium + 17% de zinc, et 6,25% d'aluminium + 12,1% de zinc., et on retient ces alliages sensiblement complètement dans la phase alpha, dans le produit fini, en effectuant tout le travail à chaud et toutes les opérations de recuit à des températures de 500 C. à 650 C.