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PROCEDE DE PRODUCTION D"OBJETS CONVENANT POUR LA SOUDURE ET RESISTANT A LA CORROSION PAR PIQUAGE,, ET OBJETS PRODUITS SELON CE PROCEDE.
Dans certaines industries chimiques, on fait usage de produits très corrosifs. Ceci est le cas, par exemple, pour le blanchiment de la pâte à papier dans l'industrie de la cellulose, où les liquides de blanchi- ment consistent souvent en solutiors chlorées très agressives. Il s'est avéré que les aciers résistants aux acides, utilisés communément jusqu'à présent, notamment les aciers contenant environ 18 % de chrome, 8 % de ni- ckel et 2,5 % de molybdène ne résistent pas dans d'aussi mauvaises condi- tions. Les solutions contenant du chlore et/ou un autre halogène sont ty- piques par le fait qu'elles exercent sur les aciers une action corrodante dite par piquage c'est-à-dire que des points locaux d'agression apparais- sent à la surface des pièces d'acier.
On a également constaté, spéciale- ment dans l'industrie chimique., que les aciers résistant aux acides, bien qu'ils puissent être relativement résistants à la corrosion par piquage sus- mentionnée, deviennent souvent moins résistants à la corrosion, lors de la soudure. Ainsi, on remarque de la corrosion dans le cordon de soudure lui-même, ainsi que dans les zones adjacentes.
On sait depuis longtemps que lorsqu'on soude des aciers inoxy- dables et résistants aux acides du type dit 18,8, les propriétés anti-cor- rosives sont affectées si la teneur en carbone de l'acier est trop élevée.
Dans ces cas une corrosion dite intercristalline peut se mani- fester dans des zones adjacentes au cordon de soudureo Une telle corrosion qui dépend du fait que du carbure de chrome est précipité lors de l'opéra- tion de soudure, est obtenue-dans des zones chauffées à des températures d'environ 450-8500 C. La précipitation du carbure a lieu principalement dans les limites des grains de 1-'acier. Des remèdes à cette forme de cor- rosion sont connus depuis longtemps. C'est ainsi que la teneur en carbone de l'acier a été réduite à des valeurs tellement faibles que le carbone subsistant dans l'acier ne soit plus en proportion suffisante pour former du carbure de chrome pendant le chauffage relativement court qui se pro- duit lors de la soudure.
Ou bien, des éléments de formation de carbures ont été ajoutés, ces éléments présentant une plus grande affinité pour le carbone que pour le chrome. Les métaux usuels présentant cette propriété
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sont le titane,le tantale et le columbium.
Dans des conditions de corrosion sévères, les propriétés anti- corrosives des habituels aciers résistants aux acides sont détruites spécia- lement,lorsque ces aciers sont attaqués par des solutions aptes à produire de la corrosion par piquage. Ceci se produit spécialement lors de la soudu- re, bien que la teneur en carbone soit de l'ordre de 0,06 - 0,07 %, ce qui ordinairement est considéré comme étant suffisant pour empêcher la corrosion intercristalline ou si des éléments de formation de carbure ont été ajoutés.
Les attaques corrosives se produisant aux faibles teneurs en carbone susin- diquées semblent être dues à des précipitations submicroscopiques, qui ne se manifestent qu'à l'occasion de phénomènes de corrosion, si les conditions sont spécialement mauvaises et les attaques affectent alors la forme d'une corrosion par piquage et non d'une corrosion intercristalline. On peut sup- poser que la corrosion en rapport avec la soudure de ces aciers dépend de la différence de potentiel se présentant entre l'acier inaltéré, les zones de précipitation submicroscopiques et le cordon de soudure lui-même.
En plus des phénomènes de corrosion susmentionnés, qui se pro- duisent dans deux zones de part et d'autre du cordon de soudure,on observe fréquemment que le cordon de soudure lui-même est détérioré par corrosion, même si la soudure est exécutée, avec les mêmes mélanges que ceux présents dans la matière de base. Pour cette raison, les mélanges et les électrodes utilisés pour la soudure sont quelque peu plus fortement alliés que la ma- tière de base,mais un tel alliage est ordinairement exécuté exclusivement en vue de compenser la brûlure causée par la soudure.
La différence entre la matière de base et le cordon de soudure, en ce qui concerne la corrosion, est apparemment due, d'une part, à la structure différente, qui dans le cor- don de soudure est sensiblement une structure de coulée, et, d'autre part, aux conditions de refroidissement après l'opération de soudure, ainsi qu'à la surface ordinairement plus rugueuse du cordon de soudure. On sait depuis longtemps qu'une surface plus lisse des aciers inoxydables et résistants aux acides constitue un avantage au point de vue corrosion. En comparaison avec une surface rugueuse, la différence est d'autant plus accentuée que les sub- stances d'attaque sont plus agressives.
Il ressort clairement des faits indiqués ci-dessus que dans les sévères conditions de corrosion susmentionnées la résistance peut s'altérer, lors de la soudure, spécialement en ce qui concerne la corrosion par piquage, dans le cordon de soudure, ainsi qu'au voisinage de ce cordon, bien que l'a- cier lui même, par exemple sous la forme de feuilles, de tubes et de tiges soit résistant à ces attaques. Ce phénomène est très différent de la corro- sion intercristalline, comme antérieurement, parce que les piqûres de cor- rosion ne pénètrent jamais dans les limites des grains de l'acier.
Jusqu'à présent, il n'a pas été possible d'obtenir des aciers résistants aux acides, qui non seulement présentent une résistance générale très élevée à la corrosion, mais restent lors de l'exécution d'une soudure, résistants aux substances qui provoquent de la corrosion par piquage.
Or, on a trouvé à présent que, dans le cas d'aciers résistants aux acides d'un type connu en soi, contenant, par exemple, du chrome, du nickel et du molybdène, comme composants d'alliage principaux, ainsi qu'une base de fer, il est possible de produire des objets, qui sont résistants à la corrosion par piquage, même en cas de soudure.
L'invention concerne un procédé de production d'objets propres à être soudés et résistants à la corrosion par piquage, par exemple, à la corrosion par piquage causée par les composés halogénés.
L'invention se caractérise substantiellement par le fait que les objets sont constitués en un alliage contenant 14 - 18 % de chrome., 21- 24 % de nickel, 3 - 6 % de molybdène;, jusqu'à 3 % de manganèse, pas plus de 0,06 % de carbone, jusqu'à 0,75 % de silicium et un ou plusieurs éléments de formation de carbure, tels que le columbium., le tantale, le titane,, etc... et un reliquat consistant sensiblement en fer, et par le fait que les com- posants d'alliage sont choisis de manière que la structure de l'alliage sait
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quasi purement austénitique.
Si le columbium et/ou.le tantale représentent les éléments de formation de carbure, le pourcentage de ces éléments doit être au moins dix fois aussi élevé que le pourcentage de carbone.
Si on fait usage d'autres éléments de formation de carbure, tels que le titane et le vanadium, on emploie, de préférence, ces substances en quantités nécessaires pour lier le carbone sous forme de carbure.
La résistance à la corrosion par piquage des objets manufacturés suivant l'invention est le même dans les cordons de soudure et au voisinage de ceux-ci que partout ailleurs dans l'objet.
Si on sort des limites relativement étroites indiquées ci-dessus l'effet désiré n'est pas obtenu. Ainsi, avec des pourcentages de nickel inférieurs à la gamme susindiquée, la résistance à la corrosion est réduite, ce qui semble dû au fait qu'une structure austénitique homogène n'est pas obtenue. Avec des pourcentages de nickel, supérieurs à environ 24 %, une soudure est suivie d'une précipitation d'une phase inconnue dans les limites des grains, ce qui provoque de la corrosion intercristalline.
Une composition appropriée pour les objets suivant l'invention est la suivante :
EMI3.1
<tb> C <SEP> = <SEP> 0,06%
<tb>
<tb> Si=0,50%
<tb>
<tb> Mm= <SEP> 1,50 <SEP> %
<tb>
<tb> Cr= <SEP> 15 <SEP> %
<tb>
<tb> Ni= <SEP> 21 <SEP>
<tb>
<tb> Mo= <SEP> 4 <SEP> %
<tb>
<tb> Cb <SEP> et/ou <SEP> Ta <SEP> = <SEP> environ <SEP> 10 <SEP> fois <SEP> le <SEP> pourcentage <SEP> de <SEP> C.
<tb>
Les propriétés anti-corrosives peuvent, dans certains cas, être encore améliorées par addition d'argent en pourcentages allant jusqu'à 1%, de préférence de 0,2 % d'environ .
Pour illustrer l'invention, l'essai suivant pour provoquer de la corrosion par piquage sur des pièces soudées peut être décrit. Quatre aciers A, B, C et D ont été comparés, l'acier A étant un acier suivant l'invention;, l'acier B étant un acier similaire mais présentant des pour- centages plus élevés en nickel et en molybdène, et les aciers C et D é- tant des aciers similaires à plus faibles pourcentages de nickel et de molybdène, tandis que les autres éléments sont approximativement les mêmes.
Les compositions analytiques des quatre aciers sont données dans le tableau suivant :
EMI3.2
<tb> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D
<tb>
<tb> 0,03 <SEP> 0,03 <SEP> 0,06 <SEP> 0,06
<tb>
EMI3.3
Si 0,53 0,36 0,41 0,62 ùùl 1,65 1,59 0,44 1.34
EMI3.4
<tb> P <SEP> 0,013 <SEP> 0,015 <SEP> 0,016 <SEP> 0,016
<tb>
<tb> S <SEP> 0,020 <SEP> 0,020 <SEP> 0,017 <SEP> 0,014
<tb>
<tb> Cr <SEP> 15,4 <SEP> 15,3 <SEP> 16,5 <SEP> 16,4
<tb>
<tb> Ni <SEP> 21,0 <SEP> 25,1 <SEP> 14,2 <SEP> 14,1
<tb>
<tb> Mo <SEP> 4,0 <SEP> 6,0 <SEP> 3,65 <SEP> $4,05
<tb>
<tb> Cb <SEP> 0,71 <SEP> - <SEP> 0,55
<tb>
Lors de la déterminaticn du type de corrosion en question, il ne faut pas prêter grande attention à la modification de poids enregistrée après un certain temps, selon la forme localement répartie des piqûres de
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corrosion,
qui ne peuvent être correctement appréciées, si l'on s'en tient uniquement à la modification de poids. Au lieu de cela, dans les expériences dont il est question ici; la résistance à la corrosion est indiquée en décri- vant l'aspect des pièces, en ce qui concerne la corrosion par piquage.
Toutes les pièces soumises aux essais ont été trempées à partir d'une température élevée, avant la soudure, les aciers A et B étant trempés depuis 1150 C et les aciers C et D depuis 1050 C. Les essais ont été ef- fectués avec deux agents corrosifs différents, ces deux agents pouvant être considérés comme étant extrêmement agressifs, sous le rapport de la corrosion par piquage des aciers résistants aux acides.
Ces agents corrodants sont 1) une solution de bioxyde de chlore contenant 18 gr. par litre de ClO2, calculé comme C12 actif, à une tempéra- ture de 60 C, l'essai ayant été poursuivi pendant 24 jours et, 2) une solu- tion à 10 % de chlorure de fer (FeCl3), pendant 5 jours.
Les pièces soumises aux essais ont été complètement immergées dans les solutions non agitées et, à des intervalles de temps uniformes., el- les ont été retirées des solutions et examinées. Pour chaque essai, on a opéré sur deux échantillons.
Les résultats suivants ont été obtenus .
Essai dans solution 1, après 24 jours Acier A : Pratiquement non altéré dans le cordon de soudure ainsi que dans les zones adjacentes.
Acier B : Corrosionpar piquage et corrosion intercristalline dans les zones voisines du cordon de soudure.
Aciers C et D :Attaques dans le cordon de soudure, ainsi qu'au voisinage de celui-ci (durée de l'essai : 14 jours) REMARQUE : Aucune attaque ne s'est produite sur les parties des plaques d'essai touchant au cordon de soudure.
Essai dans solution 2. après 5 jours Acier A : nonaffecté , sauf petites attaques dans le cordon de soudure.
Acier B : Sévères attaques dans le cordon de soudure ainsi que sous les cô- tés de celui-ci; attaques également dans la plaque elle-même, aux endroits ne touchant pas au cordon de soudure.
Aciers C et D : corrosion par piquage dans toute la pièce d'acier C; attaques dans le cordon de soudure de la pièce d'acier D.
Il est à noter que les agents corrodants ont été choisis inten- tionnellement de façon à présenter une agressivité telle que des attaques soient obtenues en un temps relativement court. Dans des conditions d'essai moins sévères, l'alliage A s'est avéré complètement résistant.
Dans les essais précités, des alliages de même composition ana- lytique que les plaques ont été utilisés pour l'opération de soudure, qui était une soudure à l'hydrogène atomique. Ce mode de soudure ne produit pra- tiquement pas de brûlure des substances d'alliage. On peut, dès lors, pré- sumer que la composition analytique est la même dans le cordon de soudure que dans la matière de base. Si une brûlure se produit., des teneurs en al- liage quelque peu plus élevées sont souhaitables dans la matière de soudure.
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