BE489323A - - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1> "ALLIAGES CHROME-NICKEL." La présente invention est relative à une gamme d'alliages convenant particulièrement pour des pièces de machines qui sont soumises à des efforts dûs à des températu- res de 700 à 1100 que l'on appellera ci-dessous "températur <Desc/Clms Page number 2> élevées". Comme/exemple d'applications de ce genre, on peut citer les palettes de guidage, les aubes de turbines et d'autres pièces de turbines à gaz à combustion interne. Conformément à l'invention, on fait un alliage avec les éléments suivants, en quantités suivantes (qui sont des pourcentages de l'alliage en poids comme le sont toutes les quantités de constituants qui sont données plus loin) EMI2.1 <tb> Molybdène <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 7 <SEP> % <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Aluminium <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 7 <SEP> % <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Cobalt <SEP> plus <SEP> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP> jusqu'à <SEP> 25 <SEP> % <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Chrome <SEP> 16 <SEP> à <SEP> 25 <SEP> % <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> Nickel <SEP> sensiblement <SEP> le <SEP> restant <SEP> et <SEP> dans <SEP> lequel <tb> <tb> <tb> <tb> il <SEP> n'y <SEP> a <SEP> sensiblement <SEP> pas <SEP> de <SEP> titane <tb> <tb> <tb> <tb> et <SEP> le <SEP> chiffre <SEP> obtenu <SEP> en <SEP> ajoutant <SEP> le <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> pourcentage <SEP> de <SEP> molybdène <SEP> et <SEP> deux <SEP> fois <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> celui <SEP> de <SEP> l'aluminium <SEP> est <SEP> compris <SEP> entre <tb> <tb> <tb> <tb> 12,5 <SEP> et <SEP> 19. <tb> On peut remplacer le nickel, jusqu'à 10 %, par du va nadium. Il peut y avoir les éléments suivants : EMI2.2 <tb> Niobium <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 4 <SEP> % <SEP> <tb> <tb> Fer <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5% <tb> <tb> Manganèse <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> % <tb> <tb> Silicium <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 1,5 <SEP> % <tb> <tb> Carbone <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> % <tb> <tb> Azote <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,25%. <tb> Le fer se présente comme impureté dans beaucoup de métaux commerciaux mais, bien qu'il soit préférable de le maintenir aussi bas que possible, on peut le tolérer jus- qu'à la limite indiquée. On ajoute du manganèse et du silicium surtout comme agents de nettoyage. Le carbone est présent comme impureté dans la plupart des métaux du commerce et il faut le maintenir dans les limites indiquées. On peut ajouter un ou plusieurs des éléments sui- vants pour purifier ou désoxyder jusqu'à 0,5 % au total, à savoir du calcium, du magnésium, du cérium et les autres <Desc/Clms Page number 3> métaux des terres rares ou le misch-metal. On peut traiter les alliages thermiquement de façon à augmenter leur dureté et leur résistance et égale- ment aider à la fabrication. Un traitement thermique conve- nable est le suivant : Traitement préliminaire à 1050 - 1250 pendant 2 à 20 heures, suivi d'un réchauffage à 700 - 1000 pendant 2 à 50 heures, de manière à donner le degré de dureté désiré. On peut faire les alliages en les travaillant à chaud ou on peut les utiliser à l'état coulé, le procédé de coulée à "cire perdue" convenant particulièrement bien. Une des caractéristiques essentielles est leur propriété et l'absence d'impuretés nuisibles. Un facteur contribuant à cet état intéressant est le fait qu'il n'y a pas de titane dans l' alliage. Le titane peut s'introduire comme impureté dans les éléments utilisés lorsque l'on fait l'alliage, mais il ne faut en tolérer que des traces, c'est-à-dire moins de 0,01 %. Beaucoup d'alliages dépensât de la présence du titane ppur leurs propriétés à température élevée, mais ces alliages sont susceptibles d'être "salis", en particulier dans des pièces coulées compliquées et ils contiennent des quantités variables de composés du titane comme impuretés du fait de l'affinité simultanée du titane pour l'oxygène, l'azote et le carbone pendant la fusion et la coulée. On a constaté, selon l'invention, qu'en utilisant une composition équilibrée dans laquelle le durcissement est obtenu au moyen de molyb- dène et d'aluminium seulement, on peut obtenir des propriétés satisfaisantes et un alliage beaucoup plus propre. Lorsque l'on utilise l'alliage sous forme coulée pour des pièces devant fonctionner à des températures de <Desc/Clms Page number 4> l'ordre de 700 à 1100 , on a constaté qu'il était possible de supprimer complètement le traitement thermique. Les exemples suivants montrent les propriétés supérieures des alliages suivant l'invention par comparaison avec les meilleurs alliages qu'il est possible d'obtenir actuelleme nt : Exemple 1. Alliages coulés. On fait couramment des palettes de guidage de tuyères pour turbines à gaz à combustion interne sous forme de pièces de précision coulées à cire perdue, en acier austénitique (que l'on appellera ci- dessous alliage A) et en un alliage à base de nickel (que l'on appellera ci-dessous alliage B). Les propriétés de fluage de ces alliages sont indiquées ci-dessous par comparaison avec certains alliages coulés de précision (que l'on appellera ci-dessous alliages C et D) fabriqués selon l'invention. EMI4.1 <tb> alliages <SEP> Charge <SEP> Temp. <SEP> de <SEP> Durée <SEP> de <SEP> Allongement <tb> <tb> <tb> <tb> Kg/c <SEP> m <SEP> l'essai <SEP> l'easai <SEP> % <tb> <tb> <tb> <tb> (heures) <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> A(Chrome <SEP> 25% <SEP> Nickel <SEP> 12% <SEP> 315 <SEP> 900 <SEP> 120 <SEP> N.B. <SEP> 0,9 <tb> <tb> <tb> <tb> (Tungstène <SEP> 3%, <SEP> Carbone <SEP> 0,25% <SEP> 315 <SEP> 1000 <SEP> 29 <SEP> B <SEP> 13,0 <tb> <tb> <tb> <tb> (fer <SEP> le <SEP> restant <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> B(Chrome <SEP> 20 <SEP> Titane <SEP> 0,3% <SEP> 315 <SEP> 950 <SEP> 3 <SEP> N.B.' <SEP> 5,0 <tb> <tb> <tb> <tb> (Carbone <SEP> 0,2%, <SEP> Nickel <SEP> le <SEP> res- <SEP> 236 <SEP> 950 <SEP> 16 <SEP> N.B+ <SEP> 3,1 <tb> <tb> <tb> <tb> (tant <SEP> 157 <SEP> 950 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> C(Chrome <SEP> 20%, <SEP> Cobalt <SEP> 20% <SEP> 315 <SEP> 9506 <SEP> 148 <SEP> N. <SEP> B. <SEP> 0,2 <tb> <tb> <tb> <tb> (molybdène <SEP> 2,7%, <SEP> Aluminium <tb> <tb> <tb> <tb> (4,9%, <SEP> Nickel <SEP> le'restant <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> D(Chrome <SEP> 20%, <SEP> Cobalt <SEP> 20% <SEP> 315 <SEP> 950 <SEP> 150 <SEP> N.B. <SEP> 0,1 <tb> <tb> <tb> <tb> (Molybdène <SEP> 6%, <SEP> Aluminium <SEP> 6% <SEP> 315 <SEP> 1000 <SEP> 120 <SEP> N.B. <SEP> 5,0 <tb> <tb> <tb> <tb> (Nickel <SEP> le <SEP> restant <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> N.B. <SEP> = <SEP> non <SEP> brisé <SEP> B <SEP> = <SEP> brisé <tb> +Essai arrêté du fait de l'allongement initial élevé. Exemple 2, Alliages travaillés à chaud . On fait, de façon courante, les aubes de turbines pour turbines à gaz à combustion interne en une matière forgée (que l'on appellera <Desc/Clms Page number 5> ci-dessous alliage E). Les propriétés des rupture à l'allon- gement par fluage de cet alliage sont données ci-dessous par comparaison avec un alliage forgé fait selon l'invention (alliage F). EMI5.1 <tb> Alliage <SEP> Charge <SEP> Temp. <SEP> de <SEP> Temps <SEP> de <SEP> rup <tb> <tb> Kg/cm2 <SEP> l'essai <SEP> ture <SEP> heures <tb> <tb> <tb> E,(Chrome <SEP> 20%, <SEP> Titane <SEP> 2,4%,aluminium <SEP> 2362 <SEP> 815 <SEP> 12 <SEP> 1/4 <tb> <tb> (0,6% <SEP> Nickel, <SEP> le <SEP> restant <SEP> 815c> <tb> <tb> <tb> F <SEP> (Chrome <SEP> 20%, <SEP> Cobalt <SEP> 20%, <SEP> Molybdène <SEP> 2362 <SEP> 815 <SEP> 68 <tb> <tb> (6, <SEP> 7%, <SEP> Aluminium <SEP> 4, <SEP> 9% <SEP> Nickel <SEP> le <tb> <tb> (restant <tb> Ces exemples montrent les propriétés supérieures des alliages selon l'invention en ce qui concerne le fluage, par comparaison avec les alliages actuellement en se rvice.
Claims (1)
- RESUME 1 Alliage pour parties de machines exposées à des efforts à températures élevées, caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons : 1 ) Il est fait avec les éléme nts suivants dans les quantités suivantes : Molybdène 1 à 7 % aluminium 3 à 7 % cobalt 10,1 a 25 % chrome 16 à 25 % nickel (pouvant être remplacé jusqu'à 10% de l'allia- ge par du vanadium) se nsibleme nt le restant, et dans lequel il n'y a sensiblement pas de titane et le chiffre obtenu en ajoutant le pourcentage de molybdène et deux fois celui de l'aluminium est compris entre 12,5 et 19.2 ) Il contient jusqu'à 4% de niobium et/ou 5% de fer et/ou 2% de manganèse et/ou 1,5% de silicium et /ou 0,5% de carbone et/ou 0,25% d' azote.5 ) On ajoute, pour nettoyer ou désoxder, un ou plusieurs des éléments suivants, jusqu'à 0,5% au total : calcium, magnésium, cérium et autres métaux des terres rares ou du misch-metal. <Desc/Clms Page number 6>II - Procédé de fabrication d'alliages chrome-nickel particulièrement propres, convenant pour forger ououler des pièces exposées à des efforts à des températures élevées, consistant à faire un alliage des éléments ci-dessus dans les proportions indiquées ci-dessus, sans titane, à chauffer cet alliage à une température d'u moins 1050 ou supérieure à 1250 pendant 2 à 20 heures après quoi on le chauffe à une température d'au moins 700 ou supérieure à 1000 pendant 2 à 50 heures.III - Palette de guidage de tuyère pour urbine à gaz à combustion interne, faite en un alliage tel que ci- dessus ou fait des éléments suivants dans los proportions suivantes : Chrome 20 %, cobalt 20 %, molybdène 2,7 à 6 %, aluminium 4,9 à 6 %, nickel le restant.IV - Aube de turbine pour turbine à gaz à combus- tion interne faite en un alliage tel qua ci-dessus ou compor- tant les éléments suivants dans les proportions suivantes : chrome 20 %, cobalt 20 %, molybdène 6,7%, aluminium 4,9%, nichai le restant.
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