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PERFECTIONNEMENTS AUX ALLIAGES.
La présente invention est relative aux alliages à base de cobalt, l'objet de l'invention étant la fabrication d'alliages dont on pourra faire des coulées ayant une bonne résistance (plus particulièrement une bonne résistance au fluage) ainsi que de la résistance à 1-'oxydation, à des tempé- ratures élevées,,par exemple 700 Co
Les alliages suivant la présente invention renferment :
EMI1.1
<tb> Carbone <SEP> 1,01 <SEP> - <SEP> 3,0%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 20%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cobalt <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 70%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 30%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bore <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 0,5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Vanadium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10% <SEP> )
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tungstène <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10% <SEP> )
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdène <SEP> 0 <SEP> 10% <SEP> ) <SEP> Total
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 6% <SEP> ) <SEP> 6,7 <SEP> - <SEP> 16%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Titane <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2% <SEP> ) <SEP> 6,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tantale <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10% <SEP> )
<SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fer <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> 25%
<tb>
avec les impuretés usuelles.
Puisque le tantale est ordinairement présent avec du niobium com- mercial, la référence au niobium dans la présente spécification comprend non seulement le produit pur, mais également les quantités de tantale qui sont or- dinairement présentes dans du niobium commercial tel que par exemple du fer- ro-niobium.
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Une augmentation de la quantité de carbone endéans les limites men- tionnées et l'emploi de quantités totales proportionnellement plus élevées, d'éléments formateurs de carbures (vanadium, molybdène, niobium, etc...) a pour effet une augmentation de la résistance au fluage, mais la ductibilité à froid diminue. Les quantités de carbone et de formateurs de carbures sont par conséquent choisies d'après les propriétés particulières qui doivent prédominer'ou d'après le degré requis d'équilibre entre les deux.
Afin d'obtenir le meilleur résultat, il est désirable de maintenir un équilibre entre le carbone et-les formateurs de carbures; vanadium, tung- stène, molybdène, niobium, titane et tantale. Pour 1,01% de carbone, la quan- tité totale de formateurs de carbures doit être d'environ 6,7% et pour 3% de carbone la quantité totale des formateurs de carbures doit être d'environ 16% Entre les limites de carbone indiquées, on doit employer des quantités de formateurs de carbures proportionnelles à celles indiquéeso
La teneur en fer est de préférence aussi basse qu'il convient pour des raisons d'économie et suivant l'emploi envisagé de ferro-alliages pour les bains de fusion. On peut mentionner à titre indicatif des limites de 10 à 20% pour les quantités de fer préférées.
Des limites plus étroites suivant l'invention sont :
EMI2.1
<tb> Carbone <SEP> 1,01 <SEP> - <SEP> 3%
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 0,3 <SEP> - <SEP> 1,5%
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,5%
<tb>
<tb> Nickel <SEP> 7- <SEP> 14%
<tb>
<tb> Cobalt <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 60%
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 15- <SEP> 22%
<tb>
<tb> Bore <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 0,5%
<tb>
<tb> Vanadium <SEP> 0,8 <SEP> - <SEP> 9%
<tb>
<tb> Tungstène <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 4,5%
<tb>
<tb> Molybdène <SEP> 0,8 <SEP> - <SEP> 6%
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> 5,5%
<tb>
<tb> Titane <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2%
<tb>
<tb> Tantale <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10%
<tb>
<tb> Fer <SEP> 12- <SEP> 22%
<tb>
avec les impuretés usuelleso
La teneur en nickel est de préférence maintenue basse mais lorsque les coulées obtenues de ces alliages doivent être usinéês,
il est désirable d'employer le nickel en proportion d'environ 10%, ne dépassant pas 20%.
Alors,que le vanadium n'est pas essentiel, sa présence en quantités de 0,5 à 10% est désirable.
Les tableaux suivants donnent des exemples d'alliages fabriqués suivant l'invention et dans chaque exemple le reste est constitué par du fer et par-les impuretés usuelles:
EMI2.2
<tb> Réfé-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rence
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> bain <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> Ni <SEP> Co <SEP> Cr <SEP> W <SEP> Mo <SEP> V <SEP> Nb <SEP> B
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> de
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<tb> fusion <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.371 <SEP> 1,02 <SEP> 0,8 <SEP> 0,5 <SEP> 12 <SEP> 45 <SEP> 19 <SEP> - <SEP> 2,9 <SEP> 4,5 <SEP> 1,9 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.
<SEP> 457 <SEP> 2,38 <SEP> 1,0 <SEP> 0,82 <SEP> 11,0 <SEP> 40,5 <SEP> 18,3 <SEP> - <SEP> 2,9 <SEP> 5,8 <SEP> 2,9 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.458 <SEP> 2,96 <SEP> 1,06 <SEP> 1,07 <SEP> 7,8 <SEP> 34,9 <SEP> 18,8 <SEP> - <SEP> 4,6 <SEP> 8,2 <SEP> 4,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.459 <SEP> 1,01 <SEP> 0,8 <SEP> 0,5' <SEP> - <SEP> 57 <SEP> 19- <SEP> 3,0 <SEP> 4;
7 <SEP> 2,1 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.474 <SEP> 1,04 <SEP> 0,85 <SEP> 0,35 <SEP> 9,8 <SEP> 38,1 <SEP> 19,2 <SEP> 3,8 <SEP> 3,4 <SEP> 2,4 <SEP> 2,70 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.513 <SEP> 2,21 <SEP> 0,94 <SEP> 0,84 <SEP> 9,7 <SEP> 37,8 <SEP> 17,6 <SEP> - <SEP> 3,4 <SEP> 5,2 <SEP> 2,00 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.518 <SEP> 2,89 <SEP> 0,8 <SEP> 0,5 <SEP> 9,0 <SEP> 38 <SEP> 19- <SEP> 5,4 <SEP> 5,9 <SEP> 3,3-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L.629 <SEP> 1,07 <SEP> 0,92 <SEP> 0,66 <SEP> 9,9 <SEP> 40,2 <SEP> 17,8 <SEP> 3,01 <SEP> 3,26 <SEP> 2.96 <SEP> 3,
05 <SEP> -
<tb>
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EMI3.1
<tb> Réfé- <SEP> Temps <SEP> de <SEP> fracture <SEP> Taux <SEP> de <SEP> fluage <SEP> minimum <SEP> Type
<tb>
<tb> rence <SEP> en <SEP> heures <SEP> pour <SEP> par <SEP> heure <SEP> d'alliage
<tb>
<tb>
<tb> bain <SEP> 10 <SEP> Tonnes <SEP> anglai-
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> ses/pouce <SEP> carré
<tb>
<tb> fusion <SEP> à <SEP> 8500 <SEP> C.
<tb>
EMI3.2
L.371 270 1,5 x 104 foulée L 0457 481 8 x 10-5 Il L 0458 370 7s2 x 05 Il L.459 471 2,2 x 10-5 " L o474 310 194 x 10-4 L . 513 140 199 x lo-4 L-518 375 ε 1 x 10-5 Il L.629 256 890 x l05 "
En plus d'une bonne résistance au fluage, les alliages sui- vant la présente invention possèdent des propriétés de fatigue extrêmement satisfaisantes à des températures élevées. Par exemple, l'alliage L.457 possède une résistance à la fatigue de ° 12 Tonnes anglaises/pouce carré
EMI3.3
à 850oC. pour 100 a000 0000 cycles.
Lorsqu'une ductibilité à froid de l'ordre de 1% est jugée satisfaisante, des alliages de la teneur suivante :
EMI3.4
<tb> Carbone <SEP> 2,2%
<tb>
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 0,8%
<tb>
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 0,5%
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> 10,5%
<tb>
<tb>
<tb> Cobalt <SEP> 40,0%
<tb>
EMI3.5
Chrome 19,0%
EMI3.6
<tb> Vanadium. <SEP> 5,6%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdène <SEP> 4,0%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> ( <SEP> + <SEP> Tantale) <SEP> 2,8%
<tb>
sont considérés comme étant les plus satisfaisants.
A 750 C. la matière coulée de la composition ci-dessus résistera à des efforts de 2Z Tonnes an- glaises/pouce carré et des 17 Tonnes anglaises/pouce carré pendant 100 et 1.000 heures respectivement, le taux de fluage minimum étant de 2,0 x 10-4 et le5 x 10-5 par heure respectivement.
EMI3.7
A 85000., la matière résistera à des efforts de 125 T/pouce carré et 8 T/pouce carré pendant 100 et 10000 heures respectivement, le taux de fluage minimum étant de 2 x 104 et 1,2 x 105 par heure respec- tivement. La ductibilité à-chaud de ces coulées est d'environ 3%.
Le dessin ci-joint donné à titre d'exemple montre un gra,phi- que basé sur des alliages fabriqués suivant la présente invention et ayant comme constituants principaux environ 10% nickel, environ 15% fer, environ 19% chrome, le reste étant du cobalt et les quantités usuelles de silicium et de manganèse, plus les formateurs de carbure; vanadium, :molybdène et nio-
EMI3.8
biuméans les rapports 1,4: 1: 07. Les graphiques ont été préparés d'après la moyenne de deux essais sur 'des coulées en moules de sable à froid et les chiffres donnent le temps de fracture en heures sous un effort de 10 T/pouce
EMI3.9
carré à une température de 8500C. La 'bande hachurée représente des alliages