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Publication number: BE469612A
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Description


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  Alliages usinables résistant à chaud. 



   L'invention se rapporte à des alliages usinables ré- sistant à chaud et possédant à chaud un résistance élevée et elle comprend un procédé perfectionné pour préparer de tels alliages. 



   Pour des parties exposées à de hautes tempéra-tures, par exemple des éléments de turbines à gaz, on a générale- ment utilisé jusqu'ici des alliages de chrome et de nickel ou de chrome et de cobalt à caractère austénitique, dont la composition de base possédait une résistance élevée à chaud. 



  Cette propriété chez des matériaux qui ont présenté jusqu'ici la meilleure résistance aux témpératures les plus élevées a encore été améliorée par addition de métaux formant des carbures tels que Nb, Ti, Ta, w V, etc.. La quantité de ces 

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 métaux a été adaptée à la teneur en carbone des alliages de sorte que, par traitement à chaud, par exemple une trempe par séparation, on a obtenu une séparation finement divisée des carbures dans   la  a composi.tion austéniue de base. 



   L'accroissement de la résistance à chaud provoquée par les carbures est dû au fait que ceux-ci bloquent les d'ans de glissement des cristaux austénitiques rendant donc la déformation du matériau plus difficile. Un accroissement cela teneur en carbures est, toutefois, limité en partie du fait qu'une addition trop élevée de métaux formant des carbures dans l'alliage peut amener en partie l'alliage à perdre son caractère austénitique et en partie au fait que les carbures sont normalement jusqu'à un certain point, solubles dans la composition de base aux températures éle vées.   râce   à cela, leur nombre peut être diminué durant l'emploi de l'acier, ce qui comporte une dégradation de la résistance.

   La résistance peut aussi être abaissée par le fait que les carbures, destinés à être diffusés, s'accumu- lent pour former des unités plus grandes. Ainsi donc, la pos- sibilité de produire de ayant une haute résistance à chaud en recourant uniquement à la séparation des carbures dans la composition austénitique de base Est limitée. 



   D'une manière analogue à celle qui se rapporte aux carbures, la résistance de .'acier peut être accrue en ajoutant une séparation finement divisée d'autres particules non métalliques telles que des oxydes, des nitrures, ou des sulfures. plus particulièrement, on peut ajouter des parti- cules de la   crémière   esoèce à la composition de base dans un état de plus en plus divise et en une quentité beacoup plus   .grande   que lorsqu'on fait usage de carbures. De plus, les oxy- des peuvent être ajoutés en plus grandes quantités et sont in- solublesdans   la   composition de base à la tempérautr d'uit 

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 lisation de l'acier. En ajoutant les oxydes finement divi- sés, on peut donc obtenir un accroissement considérable de la résistance del'acier aux températures élevées. 



   Nous avons trouvé actuellement que l'on peut obte- nir de l'acier avec une résistance non-réalisée jusqu'ici à haute température si la composition de base contient éga- lement deux ou plusieurs sortes de particules non métalli- ques sous forme finement divisée. Du point de vue fabrica- tion, on a trouvé qu'il est préférable d'utiliser une com- binaison de carbures d'une part et des oxydes, des sulfu- res ou des nitrures ou un mélange de ceux-ci, d'autre part. 



   Le montant total des carbures ne doit pas excéder 7,5% au plus. 



   Les fines particules peuvent consister en oxydes de   7.' un   ou plusieurs des métaux 11 Be Mg Ca, Cu,Sr,Zr, Ba, Ce, Th ou en sulfures d'un ou plusieurs des métaux Li, MG Ca, Sr, Ba, Ce ou des nitrures d'un ou plusieurs des métaux Al, Cr, Ti V, Mio dans chaque cas en quantité to- tale ne dépassant pas 12% 
On peut également utiliser simultanément deux ou plusieurs sortes des éléments énumérés en quantité   létale   ne dépassant pas 12% 
L'addition des particules peut s'effectuer soit à   l'aide   de l'alliage à l'état fondu ou bien elles peuvent être mélangées à l'alliage par vaie métallurgique à l'état de   poudre,   si l'alliage est préparé soueforme d'une métal   -frite.   



   Dans les deux cas, les particules peuvent être ajou- tées toutes préparées sous une forme finement divisée. 



   Dans le procédé métallurgique,par fusion, les par-   tic:ules   peuvent également être obtenues sous forme séparée dans la composition de base,en ajoutant les éléments basi- ques composant les particules en une quantité convenablement   @   

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 proportionnée et en relation stoechio!l1ét,:c¯-ue les uns avsc 7Ls autres. 



  Si 1.'7<S particules sont formées d'oxy. es, le proces- sus neuf s'effect.uer convenablement de telle manière qu'une usntité COè1VSIL.b1 SHI',nt proportionnée c'oxygène i s; ; 1 <t 1#?t-<.o - duite dans a massa fondue et qu'une quantité corrE.sponjante ;6 t:--"'1 tr28 oxydable soit ensuit'?, ajoJt'-:3. 



  La teneur Sll oxygène de a masse onu.:, peut être accrue de diffcrantes façons, en utilisant une scorie riche en oxygène, en insufflant de '''oxygène ou en élevant la pres- sion de i 'atn>Js.=>iiéimc entourant ta masse fondue. 



  Un a   trouvé     qu'il  était   spécialement,   approprié, 
 EMI4.2 
 lors d'une addition de Ta, :Nb, Ti, W, V ou 1\'ïo, de fixer la 1,en<2ur cn carbone de l'acier sous forme de carbures et el' -1- jouter simultanément, avant ou après,   de '''oxygène   et Mg Ca Zr Ce, etc.. à l'acier en quantités convenablement propor-   tionnées   afin de former des oxydes. 



   Revendications. 
 EMI4.3 
 



  *!.- Alliage usinable résistant à chaud, éné.rae¯ncnt de type austénitique présentant une résistance élevée à la chaleur, comprenant du carbone , de 0,05 à 0,5,du silicium de 0,20 à 2,5%, du manganèse de 0,20 à 1. ,siô, du nickel de 7 à 80b, 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

du chrome de 11,5 à 30% du tungstène, du molybdène , du va- nadium et de '''antimoine chacun dans une proportion attai gnant jusqu'à 10% de la solution solide, lereste étant du fer, le nickel étant à volonté remplacé totalement ou par EMI4.4 .e7¯'.cmcnt par du cobalt, et comprenant des carbures d'un ou plusieurs des métaux ; titane, vanadium, zirconium, niobium, molybdène, hafnium, tantale, tungstène et thorium dans une EMI4.5 quantité totale allant jusqu'à '/ ,5;j , caractérisé in ce que , 'alliage contient aussi, outre les carbures, une quantité @ <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 ^ QXÇXpaexIxX , XX$fiXXXÉtXxX'Xgg xurxcxçxxxxx élevée de particules finement divisées de natures différentes.

2.- Alliage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les particules finement divisées consistent en oxydes, sulfures ou nitrures.

2 Alliage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les particules finement divisées consistent en oxy- des d'un ou plusieursdes métaux lithium, béryllium, magné- sium, calcium, cuivre, strontium, zirconium, baryum, cérium, thorium pour un montant total allant usqu' à 12%.

4.- Alliage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les particules finement divisées consistent en sulfu- res de 7¯' un ou plusieurs des métaux lithium, magnésium, cal- cium, strontium, baryum et cérium pour une quantité totale allant jusqu'à 12% b.- Alliage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les particules finement divisées consistent en nitru- res de l'un ou plusieurs des métaux aluminium, chrome, titane, vanadium , molybdène, pour une quantité totale allant jusqu'à 12% 6.- Alliage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient des particules de deux ou plusieurs sortes, conformément aux revendications 3 à 5, en quantité totale allan EMI5.2 jusqu'à 12%.

7 Méthode de préparation des alliages suivant les revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que les particules sont ajoutées toutes préparées et à l'état de division extrêmement fine, à 7'alliage fondu ou mélangées à l'alliage à la manière de la métallurgie des poudres. <Desc/Clms Page number 6>

3.- Méthode de préparation des alliages suivant les reven diestion 1 à 6 $en faisant asage de la méthode metallurgi que par fusion, caractérisée en ce que leséléments basiques composant les particules finement, divisées sont ajoutes à la masse fondue en quantités convenablement proportionnées et un relation stoechiemétrique les uns par rapport aux autres.

9 méthode de préparation des alliages suivant la revendic cation 8 caractérisée en ce que, après avoir introduit une quantité convenablement proportionnée d'oxygène dans la mas- se fondue, on ajoute unmétal fortement oxydable.

10 Méthode suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la teneur en oxygène de la masse fondue est augmentée en utilisant une scorie riche en oxyde, en insufflant de 1''oxygène dans la masse fondue ou en soumettant l'atmes phare entourant la masse fondue à une pression plus élevés.

11.- Méthode suivant la revendicatuion 8, caractérisée, un ce que la teneur en carbone de l'acier est réalisée sous forme de carbures en ajoutant des métaux formant des car- bures, et en ajoutant à l'acier simultanément avant ou après, de " oxygène et un métal fortement oxydable , .afin de former desoxydes.

12 Alliage résistant à chaud conformément aux revendica- tions 1 à 6, se présentant sous forme de parties d'appareils, de machines, de fours ou d'autres éléments travaillant aux hautes températures.