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ACIER AFFINE PAR SOUFFLAGE A FAIBLE TENEUR EN CARBONE ET PROCEDE POUR SON
EMI1.1
,- i . . ELABORATION. ¯ . ¯ . . ., , .
La présente invention est relative à un acier affiné par soufflage à teneur moyenne en carbone très faible de l'ordre de moins de 0,015 %, cet acier étant particulièrement destiné aux constructions, dans lesquelles il im- porte que la matière soit dure'et garde sa dureté, même à l'état vieillie En d'autres mots, l'acier aura une faible tendance à subir ce que l'on appelle une cassure nette.
La dureté requise dans ce domaine d'application sera déter- minée par des teneurs comparativement élevées en d'autres substances durcis- santes que le carbone, telles que, de préférence, le phosphore et/ou l'azoteo
Des cassures nettes (cassures sans déformation) se produisent dans les qualités d'acier ordinaires aux vitesses élevées de la charge (tension d' impact), dans les cas de tensions multi-axiales (par exemple, aux endroits où sont ménagées des encoches) et aux basses températures., L'essai le mieux à la portée de la main pour se rendre compte de la tendance de l'acier à subir des cassures nettes est l'essai aux chocs ordinaire, par exemple selon Charpy, exécuté à différentes températureso En exécutant ces essais dans un intervalle de températures élevé, on obtient, pour l'énergie absorbée, des valeurs éle- vées,
qui sont relativement indépendantes de la températureo Lorsqu'on diminue la température de l'essai, l'énergie absorbée décroît jusqu'à de très faibles valeurs dans un intervalle de températures généralement assez limité. Il sera alors possible de considérer la valeur de température moyenne dans cet inter- valle (appelée ci-après "température de transition") comme valeur critique de la tendance aux cassures nettes.
Plus cette valeur est élevée, plus l'acier est de mauvaise qualité, en ce qui concerne sa tendance à subir des cassures nettes.
Par mise sous tension et stockage subséquent pendant un temps assez . long à température -ordinaire ou par traitement pendant quelques heures à une température quelque peu plus élevée, par exemple à 200 C, il se produit dans les propriétés de l'acier des changements généralement désignés sous l'appella- tion de "vieillissement" et donnant notamment lieu à une augmentation plus ou
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moins considérable de la température de transition, lors de l'essai aux chocs.
Comme une tension locale est souvent difficile à éviter, l'acier d'une cons- truction doit souvent être considéré comme vieilli, en ce qui concerne sâ ten- dance à subir des cassures netteso Dans les soudures, des tendances aux cassu- res similaires se produisento La tendance aux cassures nettes dans les soudures suit, ainsi qu'on l'a constaté, la tendance au vieillissemento
La température de transition de l'acier à l'état sollicité ou tendu et vieilli peut être considérée comme étant égale à la somme de la température de transition de l'acier avant mise sous tension et de l'augmentation obtenue par le traitement de vieillissement.
La température de transition avant mise sous tension semble également dépendre des propriétés de vieillissement de l'a- cier, à tel point qu'un acier tendant à vieillir possède, en règle générale, une température de transition élevée, tandis qu'un acier résistant au vieillis- sement possède une faible température de transition à l'état non-vieillie
A présent, on n'a pas encore recherché jusqu'à quel point les élé- ments présents dans l'acier sont capables d'affecter les propriétés de vieillis- sement et la tendance à se briser par fragilité du dit aciero Toutefois, on considère généralement que le carbone, l'azote et dans une certaine mesure aus- si le phosphore sont les composants les plus actifs dans le processus de vieil- lissement.
Comme le carbone est l'élément, à l'aide duquel la dureté de l'acier sera le plus communément contrôlée, et comme la possibilité de diminuer la te- neur en carbone dans les procédés ordinaires d'élaboration de l'acier jusqu' aux valeurs faibles qui se sont avérées nécessaires dans ce cas n'a pas encore été examinée en détail, lorsqu'on produisait de l'acier avec l'intention d'obte- nir une faible température de transition pour cet acier à l'état sollicité et vieilli, on a observé tout d'abord que la teneur en azote doit être mainte- nue en dessous d'une certaine limite.
Ceci revête une grande importance, parti- culièrement lors de la production d'acier non complètement désoxydé (acier semi- calmé ou effervescent)o Dans l'acier complètement désoxydé (acier calmé) et particulièrement dans l'acier calmé au moyen d'aluminium, la température de transition sera souvent suffisamment basse pour les applications ordinaires, même lorsque l'acier en question présente des teneurs relativement élevées en azote.
La présente invention est basée sur la découverte, selon laquelle la tendance aux cassures nettes peut être contrecarrée en abaissant la teneur en carbone jusqu'à des valeurs très faibles, tout en maintenant des teneurs élevées:) par exemple en azote et/ou en phosphore, qui sont requises pour main- tenir à l'acier la dureté désirée et qui eussent donné lieu à une forte tendan- ce aux cassures nettes dans de l'acier à teneur normale en carbone.
Grâce à cette découverte, les qualités d'acier affiné par bessemerisation peu- vent être rendues complètement utilisables pour les applications de construc- tion, malgré leur teneur relativement élevée en azote.
Eu égard à ce qui a été dit ci-dessus, l'acier affiné par soufflage, présentant une faible tendance à subir des cassures nettes suivant la présente invention, se caractérise essentiellement par le fait que sa teneur en carbone est inférieure à 0,015 % et avantageusement de 0,01 % au maximum, l'acier en question contenant simultanément au moins un des éléments azote et phosphore en quantités suffisantes pour obtenir la dureté désirée. La teneur en azote doit, de préférence, être comprise entre 0,010 % et 0,030 %, tandis que la te- neur en phosphore doit, de préférence, être comprise entre 0,060 et 0,150 %.
Lorsque l'acier contient à la fois de l'azote et du phosphore, la somme de la teneur en phosphore et de la teneur en azote multipliée par 10 doit, de préfé- rence, s'éleverà 0,15 - 0,30%.
On a constaté que-la réduction de la teneur en carbone n'exerce pas d'effet notable avant que cette teneur ne soit ramenée en dessous de 0,015% environ. A cette valeur, il se produira toutefois une amélioration très pronon- cée, en ce sens que la température de transition de l'acier à l'état non vieil- li diminuera considérablemento Il se peut que la mise sous tension et le vieil- lissement artificiel produisent une certaine élévation de la température de transition, notamment dans les aciers à plus forte teneur en carbone, mais cette
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élévation s'arrête à des valeurs, qui, dans de l'acier normale de résistance correspondante, peuvent seulement être obtenues à de très faibles teneurs en phosphore et lors d'une désoxydation complète au moyen de silicium et/ou d' aluminiumo L'amélioration ira en s'accentuant,
lorsque la teneur en carbone est réduite.
Une limite normale supérieure vers laquelle on tendra est 0,012 %, mais dans le cas où des résultats extrêmement bons sont souhaités, la teneur moyenne en carbone de l'acier n'excèdera pas 0,010 % et sera, de préférence, ramenée jus- qu'à 0,005 % environ.
Des teneurs en carbone de cet ordre de grandeur sont difficiles à déterminer avec précision. Une erreur de quelques millièmes de pourcent peut toujours se produire, lorsqu'on applique les méthodes analytiques connues jus- qu'à présent,, même lorsqu'elles sont exécutées avec grande précision. Toutefois, on a constaté qu'un bon contrôle du fait que la teneur en carbone est suffisam- ment basse peut, dans de nombreux cas, être obtenu simplement en étudiant la manière dont se produit la solidification de l'acier non désoxydéo Il ne se produira aucun dégagement gazeux ou il ne s'en produira en tout cas qu'un ex- trêmement faible au cours du processus de solidification, dans le cas où la teneur en carbone a atteint une valeur suffisamment faible.
Il est également possible d'examiner.subséquemment au microscope si la teneur en carbone est suffisamment basse. Les valeurs de carbone constituant la base pour les limites susmentionnées de la teneur en carbone ont été obtenues après de longues expé- riences, en utilisant des méthodes exactes d'analyse chimique et en observant la précision la plus grande possible.
Dans le cas où les essais exécutés sur les aciers par l'une quel- conque des méthodes précitées ne donneraient, pour une raison quelconque, pas de résultats sûrs, il reste toujours possible de mettre au point un mode d'é- laboration pour 1-'acier, qui permettes par expérience, d'atteindre une teneur en carbone suffisamment basse pour obtenir les propriétés désirées.
On a remarqué avec stupéfaction, ainsi qu'il a déjà été dit, que la tendance à subir des cassures nettes d'un acier, à très faible teneur en carbone, n'est affectée que de manière négligeable, si même elle l'est, par la teneur en azote de l'acier. L'acier peut contenir jusqu'à 0,030 % environ d'azote et même un peu plus,, sans qu'on doive craindre d'inconvénients à ce point de vue. Gomme la teneur en azote augmente la résistance de l'acier et semble avoir tendance à diminuer les dimensions des particules formant la struc- ture de l'acier, une forte teneur en azote sera même avantageuseo Une teneur en azote d'au moins 0,010 % sera convenable.
Le phosphore s'est, ainsi qu'il convient de le remarquer, également révélé un agent d'alliage approprié pour augmenter la dureté de l'acier. Une teneur allant jusqu'à 0,15 % de phosphore peut avantageusement être contenue dans l'acier, dans ce but, sans altération de la résistance aux chocs de l'a- ciera On a remarqué, par ailleurs, qu'à des teneurs en phosphore de 0,060 %, il se produit déjà une augmentation notable de la résistance de l'acier.
L'acier doit contenir une certaine quantité de manganèse. Ainsi, son aptitude au travail à chaud sera améliorée. Plus la teneur en soufre de ' l'acier sera élevée, plus sa teneur en manganèse devra être élevée. Il est à noter que l'alliage de manganèse à ajouter à l'acier avant sa coulée doit avoir une teneur suffisamment basse en carbone. De même, des agents désoxydants plus forts, tels que le silicium, peuvent également être ajoutés à l'aeiero La teneur de ce dernier en oxygène sera ainsi simultanément réduite, ce qui peut être souhaitable dans certains cas. Lorsque l'acier est complètement désoxydé au moyen d'aluminium, éventuellement en combinaison avec du silicium, il présente une température de transition extrêmement basse.
Dans la plupart des cas, des propriétés tout à fait satisfaisantes seront, toutefois, aussi acquises à 1-'acier, sans autres additions désoxydantes que le manganèse, bien que ce métal ne soit pas en mesure de réduire la teneur en oxygène de l'acier dans une mesure remarquable.
La présente invention concerne également un procédé pour élaborer la nouvelle qualité d5acier. La teneur en carbone extrêmement basse, à laquelle
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on se rapporte dans l'invention, ne peut être obtenue dans le raffinage de mi- nerais,tel qu'il se pratique couramment dans les fours à sole ou dans les fours électriques à pression atmosphérique. Pour exécuter l'affinage de l'acier jusqu'à obtenir des teneurs extrêmement faibles en carbone, il est nécessaire que la pression partielle de l'oxyde de carbone formé soit considérablement réduite. Il serait possible d'atteindre ce résultat en exécutant l'affinage final sous vide,mais cette méthode est, toutefois, compliquée et ordinairement trop coûteuse en pratique.
Suivant la présente invention, on a choisi une autre voie, à savoir l'élimina- tion par lavage de l'oxyde de carbone formé, au moyen d'un gaz totalement ou presque totalement exempt de constituants carbonés, afin d'obtenir une pression partielle suffisamment basse de l'oxyde de carbone dans la phase gazeuseo Le gaz exempt de carbone (exempt d'oxyde de carbone), tel que l'air, peut, dans ce cas, être soufflé à travers le bain d'acier, comme dans le procédé Bessemer ordinaire ou éventuellement être soufflé vers le bain à partir du dessuso Le mode d'affinage appliqué selon l'invention peut ainsi se caractériser, de ma- nière générale, par l'expression "affinage par soufflage".
Lorsqu'on pratique l'affinage par soufflage d'air ou d'un autre mélange gazeux oxygéné, il peut cependant se faire qu'un pourcentage trop éle- vé de fer soit oxydé et transformé en scorie, avant que la teneur en carbone ait été réduite dans la mesure voulue. Pour éviter de semblables inconvénients, des mesures spéciales sont prises, suivant l'invention, qui permettent de ré- duire la teneur en carbone jusqu'à des valeurs extrêmement faibles, tout en maintenant simultanément les pertes de fer par oxydation et la formation de scories à un niveau suffisamment bas.
Ces mesures spéciales consistent, en sub- stance, à veiller à ce que le bain d'acier contienne, pendant l'affinage par soufflage, un agent réducteur présentant pour l'oxygène une plus grande affi- nité que le fer, cet agent réducteur étant présent en quantité suffisante pour contrecarrer l'oxydation du fer. En fait, il s'est révélé que, lorsqu'on souf- fle un gaz fortement oxydant ou un mélange gazeux exempt ou sensiblement exempt de carbone à travers ou sur un bain de fer à faible teneur en carbone, la teneur en carbone de celui-ci peut être ramenée en dessous de 0,015 %, même dans le cas où le bain d'acier contient des teneurs modérées en substances, telles que le silicium, présentant pour l'oxygène une plus grande affinité que le fer.
Dans ce cas, le silicium sera évidemment oxydé en premier lieu, mais il se produira en même temps une certaine oxydation du carbone. Toutefois, si, seule la teneur en silicium est maintenue au-dessus d'un certain-niveau, éven- tuellement par des additions réitérées de silicium pendant l'affinage, la te- neur en carbone peut pratiquement être réduite dans n'importe quelle mesure, sans que se produise une oxydation considérable du fer, à condition que le gaz employé pour l'affinage soit exempt de carbone. Par l'oxydation de l'agent réducteur, tel que le silicium, la chaleur supplémentaire, nécessaire pour l' exécution du procédé, sera simultanément obtenue. Le gaz utilisé pour le souf- flage peut être de l'air ordinaire.
Suivant l'invention, on peut aussi employer de l'air enrichi en oxygène, en particulier si la teneur plus élevée en oxygène est souhaitable au point de vue économie de chaleur. Dans ce cas, il peut être plus avantageux de souffler le gaz vers la surface du bain, puis à travers ce- lui-ci. On peut également faire usage de vapeur d'eau ou, si on le désire, d' un mélange de vapeur d'eau et d'un autre gaz ou mélange gazeux, qui doit alors présentera de préférence, une teneur relativement élevée en oxygène libre, pour donner lieu à une production suffisante de chaleur.
Selon les données spécifiées ci-dessus, on peut dire que le procédé suivant l'invention se caractérise essentiellement par le fait que l'acier à faible teneur en carbone est élaboré par affinage par soufflage en présence d' une quantité telle d'un agent réducteur, à affinité pour l'oxygène plus grande que le fer, que l'oxydation du fer soit contrecarrée. Pour arriver à une teneur suffisamment élevée en azote, le soufflage peut se faire, pendant une courte période du soufflage final, à l'aide d'azote gazeux uniquement.
Le procédé peut, de préférence, être exécuté de la manière suivantes
Un bain d'acier à teneur relativement faible en carbone, par exemple à teneur en carbone de l'ordre de 0,05 % ou un peu moins, est produit par un
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procédé connu en soi, par exemple au four à sole ou, de préférence,, par le procédé Bessemer acide. Le bain d'acier est débarrassé des scories formées pendant le traitement précédent.,Si. lorsqu'on utilise un procédé d'affina- ge acide, la teneur en silicium du bain d'acier est faible, on ajoute une certaine quantité de silicium, après quoi on souffle de l'air. Le silicium sera alors oxydé, de même qu'une partie du carbone restant.
Plus on souffle de l'air à travers le bain, plus la teneur en carbone de ce dernier sera faible, mais plus la quantité de silicium nécessaire est également élevée.
Toutefois, comme il est souhaitable de maintenir la teneur en silicium à un niveau relativement faible,, par exemple en dessous de 0,5 %, pendant tout le procédé, il convient, afin de réduire la teneur en carbone jusqu'aux valeurs très faibles désirées, d'ajouter la quantité de silicium nécessaire par por- tions, à des intervalles espacés, pendant l'exécution du traitement d'affina- ge. Grâce à la présence de silicium, l'oxydation du fer sera fortement contre- carréeo Afin de réduire encore davantage les pertes en fer due à la formation de silicàtes de fer, il convient d'introduire dans le bain des composants de scories, qui, comme la chaux, se combineront plus facilement que l'oxyde de fer avec la silice, pour former des silicates.
D'autres substances que le silicium'peuvent aussi être employées pour contrecarrer l'oxydation du fer, éventuellement en même temps que le silicium.
Parmi ces autres substances, on peut, par exemple, mentionner le manganèseo De plus, le phosphore s'est révélé, dans les procédés basiques, être un agent d'alliage très approprié pour ce but. Une condition nécessaire également dans ce cas est, toutefois, qu'une quantité suffisante de chaux soit présente, pour. se combiner avec l'oxyde phosphoreux, en formant, du phosphate calcique, sinon le phosphore est s'oxydera pas dans une mesure appréciable avant le fer.
Au cours d'essais pratiques, on a constaté qu'il est possible de réduire la teneur en carbone jusqu'à 0,005 % sans pertes considérables en fer, en soufflant de l'air à travers un bain d'acier, qui contenait initialement 0,04% de carbone et 1,5 % de phosphore, si le soufflage est exécuté dans un four à revêtement basique et en présence de chaux.
Des essais pratiques étendus ont montré que dans le procédé Besse- mer basique (procédé Thomas), il est possible d'obtenir des conditions permet- tant une production directe d'acier à teneur en carbone inférieure à la limi- te susénoncée de 0,015%. Ceci est dû au fait que la teneur en carbone est ame- née, par ce procédé. à une valeur très faible, tandis qu'une quantité considé- rable de phosphore est encore présente dans l'acier.
La majeure partie du phos- phore ne sera pas oxydée avant la formation d'une scorie fluide fortement ba- sique de la chaux ajoutée au début du soufflage avec d'autres oxydes formés par l'oxydation principalement de Si, Mn et Fe dans la fnte laquelle forma- tion de scorie aura lieu quelques minutes avant la fin du soufflage, c'est-à- dire au moment où les flammes "tombent". Pendant le soufflage subséquent ou final, le phosphore s'oxydera sans oxydation simultanée considérable du fer, à cause de la grande affinité de la chaux pour l'oxyde de phosphore. Toute- fois., en même temps, la teneur en carbone diminuera encore davantage, à cause de la faible pression d'oxyde de carbone dans le gaz.
Pour obtenir les faibles teneurs désirées en carbone, lorsqu'on applique le procédé Bessemer basique, il est nécessaire, d'une part,, que la teneur en phosphore de la fonte soit suffisamment élevée et, d'autre part, que la formation de scorie se produise au cours d'un stade relativement tar- dif du soufflage, de façon que la teneur en carbone ait eu le temps d'être réduite dans une mesure suffisante, avant que se produise une oxydation consi- dérable du phosphore. Les conditions sont les suivantes :. addition d'une quan- tité relativement grande de chaux en gros morceaux ou blocs et basse tempéra- ture pendant la phase initiale du soufflage.
Pour retarder la formation de la scorie, il peut aussi être avantageux de ne pas ajouter la chaux au début du soufflage, comme on le fait dans le procédé ordinaire,, mais de faire cette ad- dition plus tard, lorsque la teneur en carbone a été sensiblement réduite. Le soufflage final ou post-soufflage doit, contrairement au soufflage préliminai- re, avoir lieu à une température comparativement élevée, de telle sorte que l' oxydation du carbone restant sera favorisée.
L'expérience a montré que le pro-
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cédé doit être conduit de façon que la teneur en carbone soit réduite à moins de 0,04 %, avant que la teneur en phosphore ait été ramenée à moins de 1,5 %o
En outre, on a constaté qu'il est très important que le revête- ment du four ne contienne pas de carbone en quantités telles que la teneur en carbone du bain augmente par suite deI'inévitahle attaque du revêtement du four. Le mélange réfractaire de dolomite et de goudron, toujours utili- sé dans le procédé Bessemer basique, ne convient pas à ce point de vue.
Dans les convertisseurs à revêtement frais, la teneur en carbone sera beau- coup trop élevée. Un revêtement exempt de carbone, tel que dolomite ou ma- gnésite, donne des résultats beaucoup meilleurs. Il est spécialement impor- tant que les endroits du fond du convertisseur par lesquels se fait le souf- flage soient en une matière aussi exempte de carbone et aussi résistante que possible.
En observant les mesures susdites, il sera possible de réduire la teneur en carbone de l'acier à moins de 0,010 %. On a même constaté qu' il est possible d'obtenir cette teneur en carbone, en maintenant dans l'acier une teneur relativement élevée, par exemple de l'ordre de 0,060 à 0,150%, en phosphore, cette teneur en phosphore s'étant avérée appropriéedans l'acier,. afin d'obtenir les propriétés désirées de résistance. Au besoin, il est'''également possible à un ou plusieurs stades du soufflage d'introduire dans le bain un alliage fer-phosphore exempt de carbone, en sorte que la période de souffla- ge peut être prolongée sans risque d'une plus forte oxydation du fer.
Le fait que le soufflage peut être interrompu, lorsqu'on est en présence d'une teneur relativement élevée en phosphore, est avantageux en ce sens que la perte de fer et de manganèse résiduel, par formation de scorie, sera simultanément réduite. Par une teneur accrue en manganèse dans la charge, obtenue, par exem- ple, en ajoutant du minerai de manganèse pendant l'affinage, il est possible d'obtenir la teneur voulue en manganèse, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter du ferro-manganèse au moment de la coulée. La teneur en oxygène de l'acier se- ra également d'autant plus faible que le soufflage pourra être interrompu plus tôt, ce qui a son importance pour la qualité de l'acier.
La teneur en azote de l'acier sera généralement relativement élevée dans les conditions adoptées en pratique, étant donné que la teneur en carbo- ne doit, suivant l'invention, être réduite jusqu'à la valeur la plus basse possible. Toutefois, ainsi qu'il a déjà été signalé, l'azote et le phosphore sont utilisés dans la qualité d'acier suivant l'invention pour conférer à cet acier la résistance voulue. Eu égard aux faibles teneurs en carbone de l'acier suivant l'invention, la présence d'azote et de phosphore n'à en aucune manie- re les effets désagréables qu'on lui reconnaît dans les aciers ordinaires ob- tenus par le procédé Bessemer basique. En réduisant la teneur en carbone jus- qu'aux valeurs très faibles en question, les inconvénients susmentionnés de l'azote et du phosphore ont ainsi été transformés en avantages.
Comme,en raison de sa très faible teneur en carbone, l'acier se solidifiera, même sous forme non-désoxydée, pratiquement sans dégagement de gaz, les lingots obtenus seront de composition beaucoup plus homogène que les lingots ordinaires d'acier non-désoxydé, étant donné qu'il ne se produira au- cune circulation des masses en fusion restantes, comme le cas se présente lors- que des lingots du type mentionné en dernier lieu se solidifient. La coulée peut avantageusement s'exécuter selon la pratique courante pour l'acier semi- calmé, ce qui donne lieu à un rendement élevé et à de faibles frais.
Au point de vue corrosion, l'acier à faible teneur en carbone s'a- vère également supérieur à l'acier ordinaire. La structure est plus homogène, le nombre de particules de cémentite agissant comme cathodes locales est moin- dre et une teneur plus élevée en phosphore aide à arrêter plus rapidement la progression de la corrosion.
On indiquera ci-après quelques résultats obtenus avec des qualités d'acier selon la présente invention, ainsi que les valeurs correspondantes des qualités d'acier à teneur normale en carbone, dans la même gamme de résistan- ces.
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-Ainsi, on a constaté qu'un acier à faible teneur en carbone, de composition suivante :
EMI7.1
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<tb>
<tb> - <SEP> C <SEP> : <SEP> 0,012
<tb>
<tb> - <SEP> Mn <SEP> 0,040
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> P <SEP> 0,090
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> s <SEP> : <SEP> 0,026
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> N <SEP> 0,015
<tb>
normalisé à partir de 950 à la dimension de 15 mm2 s'est révélé avoir les propriétés suivantes :
EMI7.2
<tb> - <SEP> tension <SEP> élastique <SEP> : <SEP> 32-33 <SEP> kilogs <SEP> par <SEP> mm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> tension <SEP> de <SEP> rupture <SEP> :
<SEP> 43-44 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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<tb> = <SEP> Allongement <SEP> (en <SEP> 26-27 <SEP> % <SEP>
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<tb> 100 <SEP> mm)
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<tb> - <SEP> réduction <SEP> de <SEP> sur- <SEP> 70-73 <SEP> % <SEP>
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<tb>
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<tb> face <SEP> : <SEP>
<tb>
Dans l'essai aux chocs selon Charpy avec un pendule de 15 kilogs et une barre d'essai standard à encoche en forme de trou de serrure de 0,75 mm de rayon, on a obtenu en condition normalisée jusqu'à -40 C une énergie d'im- ,pact de 10-15 kilogrammètreso En réduisant encore la température jusqu'à -80- -100 C, on obtient la transition jusqu'à cassure complètement nette.
Après sol- licitation à 10 % et vieillissement à 200 pendant 6 heures, on a obtenu à tem- pérature ambiante une énergie d'impact d'environ 10 kilogrammètres et à 0 de 5 kilogrammètres environ. A -40 , la matière était complètement cassante.
Comme exemple d'une analyse appropriée de qualités d'acier corres- pondant à deux degrés de résistance différents, on peut mentionner les données du tableau suivant :
EMI7.3
<tb> - <SEP> C <SEP> < <SEP> 0,010 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Mn <SEP> 0,30 <SEP> 0,45
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> P <SEP> 0,060 <SEP> 0,120
<tb>
<tb>
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<tb> - <SEP> S <SEP> < <SEP> 0,040 <SEP> < <SEP> 0,040
<tb>
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<tb> - <SEP> N <SEP> 0,015 <SEP> 0,015
<tb>
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<tb> - <SEP> tension <SEP> élastique <SEP> . <SEP> 26-28 <SEP> kilogs <SEP> par <SEP> mm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> tension <SEP> de <SEP> rupture <SEP> :
<SEP> 39-42 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> allongement <SEP> 28-26 <SEP> % <SEP>
<tb>
Dans l'acier calmé à l'aluminium, présentant une faible teneur en carbone (<0,01 % C), on a atteint une température de transition extrêmement faible. Ainsi, une.résistance d'impact de 14 à 15 kilogrammètres a été attein- te à -10 en condition normalisée, sollicitée et vieillie, résistance qu'il n'aurait pas été possible d'obtenir dans un acier ferritique connu quelconque.
L'aluminium peut totalement ou partiellement être remplacé par du titane, avec le même effet.
De l'acier Bessemer basique normal effervescent de bonne qualité, présentant la composition suivante :
EMI7.4
<tb> - <SEP> C <SEP> 0,09%
<tb>
<tb> - <SEP> Mn <SEP> 0,45 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> - <SEP> P <SEP> 0,045 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> - <SEP> s <SEP> 0,025 <SEP> %
<tb>
<tb> - <SEP> N <SEP> 0,013 <SEP> %
<tb>
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possède, dans des conditions de traitement thermique et de dimensions corres- pondantes, les propriétés suivantes :
EMI8.1
<tb> - <SEP> tension <SEP> élastique <SEP> : <SEP> 25-30 <SEP> kilogs <SEP> par <SEP> mm2
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> tension <SEP> de <SEP> rupture <SEP> 40-44 <SEP> kilogs <SEP> par <SEP> mm2
<tb>
<tb> - <SEP> allongement <SEP> (envi-
<tb>
<tb> ron <SEP> :
<SEP> 31-28 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> réduction <SEP> de <SEP> sur-
<tb>
<tb> face <SEP> 75-69 <SEP> % <SEP>
<tb>
Des valeurs d'impact de 15 kilogrammètres jusqu'à + 40 ont été obte- nues, après quoi une réduction s'est produite à température ambiante ou juste au- dessous de cette dernière, en sorte qu'une rupture totalement nette se produit à -20 C. Après mise sous tension et vieillisement de la manière décrite ci-des- sus, la valeur d'impact est descendue d'environ 10 à 100 C, jusqu'à atteindre la cassure nette à 60 C.
Les aciers effervescents, obtenus au four électrique ou au four à so- le, qui présentent une résistance correspondante, sont ordinairement légèrement meilleurs, en ce qui concerne leur tendance aux cassures nettes. La différence entre les températures de transition en condition de sollicitation et de vieil- lissement n'excède généralement pas 20 .
Un acier normal calmé au silicium, de composition suivante :
EMI8.2
<tb> - <SEP> C <SEP> : <SEP> environ <SEP> 0,15%
<tb>
<tb> - <SEP> Si <SEP> 0,20%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Mn <SEP> 0,50%
<tb>
<tb> - <SEP> P <SEP> 0,010%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> S <SEP> 0,020%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> N <SEP> 0,006%
<tb>
a, une fois normalisé., les propriétés suivantes :
EMI8.3
<tb> - <SEP> tension <SEP> élastique <SEP> : <SEP> 27 <SEP> kilogs <SEP> par <SEP> mm2
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<tb> - <SEP> tension <SEP> de <SEP> rupture <SEP> 41 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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<tb> - <SEP> allongement <SEP> 29%
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<tb> - <SEP> réduction <SEP> de <SEP> surface <SEP> : <SEP> 65%
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La valeur d'impact se trouve comprise entre 10 et 15 kilogrammètres jusqu'à -40 , après quoi la transition vers la cassure nette se produit., lorsqu'on con- tinue à abaisser la température jusqu'à -60 .
Après sollicitation ou mise sous tension et vieillissement, on maintient une valeur d'impact de 10 kilogrammè- tres jusqu'à + 40 - + 20 C, après quoi la cassure a lieu à 0 C environ.
En l'additionnant d'aluminium, un acier calmé au silicium peut être quelque peu amélioré, en ce qui concerne sa ductibilité.
Comme on le voit, dans l'acier suivant l'invention, il est possible d'obtenir, après sollicitation et vieillissement, une température de transi- tion qui est de 60 à 80 inférieure à celle obtenue dans de l'acier Bessemer basique ordinaire de même résistance, et qui est même légèrement inférieure à celle d'un acier électrique correspondant contenant du siliciumo De plus, un acier électrique désoxydé est considérablement plus coûteux à élaborer qu'un acier Bessemer basique effervescent, l'acier selon l'invention pouvant être élaboré à un prix moindre qu'un acier basique non désoxydé ordinaireo
Comme il a été signalé au début du présent mémoire, l'acier à fai- ble teneur en carbone suivant l'invention est destiné principalement à servir comme matériau,
de construction possédant une faible tendance à subir des cas- sures nettes. Toutefois, l'acier produit suivant l'invention peut avantageu-
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sement être utilisé dans les cas où une faible teneur en carbone est souhai- table pour d'autres raisonse De plus, le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour la production d'autres types d'acier, dans lesquels une faible teneur en carbone est souhaitable.
REVENDICATIONS.