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Publication number: BE508775A
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Description


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  PERFECTIONNEMENTS   AUX:ALLIAGES.   



   L'invention concerne des perfectionnements apportés aux alliages. 



   L'alliage selon l'invention est particulièrement propre à être utilisé pour des pièces qui doivent pouvoir supporter de fortes sollicita- tions à des températures élevées et résister à la réactivité en charge (creep). 



   Selon l'invention, un alliage résistant à la réactivité en charge et prévu pour être utilisé aux températures élevées comprend :   '0,0   à   0,25%   de carbone, 1,50 à 3,300% de titane, 0,0 à   1,00%   de manganèse, 1,00 à 4,00% d'aluminium, 0,0 à   1,00%   de silicium, 0,01 à 0,50% de bore, 13,00 à   17,00%   de chrome, 8,00 à   12,00%   de fer,   4,00   à   6,00%   de mo- lybdène, le reste étant du nickel. 



   La manière dont l'invention peut être réalisée sera décrite en détails 'ci-après : 
L'alliage résistant à la réactivité en charge aux hautes tempé- ratures, conformément à l'invention, consiste de préférence en : 
 EMI1.1 
 
<tb> carbone <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,20%
<tb> 
<tb> manganèse <SEP> 0,25 <SEP> % <SEP> maximum
<tb> 
<tb> silicium <SEP> 0,75% <SEP> maximum
<tb> 
<tb> chrome <SEP> 13,00 <SEP> à <SEP> 17,00%
<tb> 
<tb> molybdène <SEP> 4,00 <SEP> à <SEP> 6,00%
<tb> 
<tb> titane <SEP> 1,50 <SEP> à <SEP> 3,00%
<tb> 
 

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 EMI2.1 
 
<tb> aluminium <SEP> 2,00 <SEP> à <SEP> 4,00%
<tb> 
<tb> bore <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 0,10%
<tb> 
<tb> fer <SEP> 8,00 <SEP> à <SEP> 12,00%
<tb> 
<tb> nickel <SEP> le <SEP> reste
<tb> 
 
Bien que cette composition de l'alliage conforme à l'invention soit préférée,

   certaines modifications peuvent être apportées aux proportions de plusieurs constituants, sans pour cela s'écarter des principes de l'inven- tion. Par exemple, dans certaines applications, on peut envisager d'omettre complètement le carbone, tandis que, dans d'autres, sa proportion peut s'é- lever.jusque 0,25%. 



   Le bore exerce un effet puissant sur   l'allée.   Lorsqu'on augmen- te la teneur en bore au-dessus de 0,10%, la résistance à la réactivité en charge aux températures élevées augmente, tandis que la ductilité diminue. 



  On peut tirer parti de l'augmentation de la résistance à la réactivité en charge aux températures élevées,   dûe   à une teneur plus élevée en bore, tout en restant dans les limites imposées par la ductilité exigée de l'alliage dans l'application considérée. D'une façon générale, la teneur en bore peut varier entre   0,01%   environ et 0,5% environ. ' 
L'invention prévoit également que les quantités maxima de sili- cium et de manganèse peuvent être élevées jusqu'à 1% environ pour des appli- cations particulières. La teneur en aluminium peut être réduite jusqu'à en- viron 1% pour certaines applications. 



   Ci-après quelques exemples démonstratifs d'alliages types confor- mes à l'invention, ainsi que les résultats d'essais effectués avec ces allia- ges. 



     EXEMPLE   1. 



   On coule avec précision, dans des moules permanents, des éprouvet- tes d'un alliage fondu dans un four à induction et ayant en substance la com- position suivante :carbone 0,15%, manganèse 0,08%, silicium 0,30%, chrome   15,0%,   molybdène   4,63%,   fer   11,6%,   aluminium   3,23%,   titane   2,91%,   bore   0,02%,   le reste étant du nickel. 



   Les éprouvettes établies en cet alliage sont soumises à un effort de traction statique de   24.250   livres par pouce carré, à une température de 1500 F. Dans ces conditions, il faut 680 heures pour allonger l'éprouvette de 1% et 805 heures pour en produire la rupture. La résistance au choc, à la température du laboratoire, d'éprouvettes Charpy non entaillées, accuse 28 à 36 pieds-livres. Le même alliage est soumis à un autre essai analogue, sauf que la température est de   1600 F   et que l'effort de traction statique   est de 25.00 ,livres par pouce carré ; ce cas, la période de réactivité   en charge est de 40 heures et l'allongement de 3,70% à la rupture. Il faut 32 heures pour produire 1% de réactivité en charge. 



   , 
EXEMPLE 2. 



   On coule avec précision des éprouvettes d'un alliage composé de carbone   0,12%,   manganèse   0,09%,   silicium 0,35%, chrome   15,5%,   molybdène   4,75%,   fer 10,6%, aluminium   2,85%,   titane   2,51%,   bore   0,024%,   le reste étant du nickel. La résistance au choc, à la température du laboratoire, d'é- prouvettes Charpy non entaillées est de 34 à 42 pieds -livres. Une éprouvet- te de cet alliage est soumise à un essai de fatigue. à la température de 1500 F, sous un effort de traction statique de 24.250 livres par pouce carré et à un effort de flexion dynamique de plus, ou moins, 19.250 livres par pou- ce carré. 

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   En d'autres termes, l'effort varie   d'une   façon répétée au cours de cet essai, entre 5.000 et   430000   livres par pouce carré. La char- ge   varie- 180   fois par seconde. Au bout de 284 heures, le barreau ne présen - te qu'un allongement de 0,5%. L'essai est interrompu après 307 heures, et le barreau parait en bon état. Au moment de l'interruption de l'essai le barreau subit un allongement de   0,69%.   Le même alliage est soumis à un es- sai de fatigue analogue, sauf qu'on applique une température de 1600 F.   'Il   faut dans ces conditions 30 heures pour provoquer un allongement du barreau de 1%, et   42   heures pour en provoquer la rupture.

   Le pourcentage d'allonge- ment à la rupture est de   3,75%.   
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On coule-avec précision des éprouvettes d'un alliage composé de : carbone 0,15%, manganèse 0,06%, silicium   0,47%,   chrome   14,6%,   molyb- dène 4,98%, fer   10,1%,   aluminium   2,20%,   titane   2,71%,   bore   0,02%,   le reste étant du nickel. La résistance au choc d'éprouvettes Charpy non entaillées est à la température du laboratoire, de 34 à 44 pieds-livres. 



   Une éprouvette en cet alliage est soumise à un effort de trac- tion statique de   24.250   livres par pouce carré, à une température de 1500 F. 



  Il faut, dans ces conditions, 186 heures'pour obtenir un allongement de l'é- prouvette de 1% et 221 heures pour en provoquer la rupture. L'allongement de l'éprouvette à la rupture est de   2,28%.   



   EXEMPLE 4. 



   On coule avec précision des éprouvettes d'un alliage composé de : carbone 0,14-il., manganèse 0,12%, silicium   0,43%,   chrome   14,6%,     molybdène 4,72%   fer 11,5%, aluminium   2,89%,   titane   2,52%,   bore   0,122%,     le*reste   étant du ni- ckel. La résistance au choc d'éprouvettes Charpy non entaillées, à la tempé- rature du laboratoire est de 22 à 30 pieds-livres. 



   Une éprouvette en cet alliage est soumise à un effort de traction statique de   24.250   livres par pouce carré à une température de   1600 F.   Dans ces conditions, il faut 50,5 heures pour obtenir un allongement de l'éprouvet- te de   1%.   L'essai est interrompu après   64   heures et l'éprouvette paraît en bon état. Lors de l'interruption de l'essai, l'allongement est de   3,75%.   



  Une autre éprouvette en ce même alliage est soumise à un essai de fatigue. 



  Cet essai est effectué à une température de   1600 F,   dans les conditions de charge indiquées dans l'exemple 2. Dans ces conditions, il faut 20 heures pour obtenir un allongement de l'éprouvette de 1% et 37,2 heures pour en pro- voquer la rupture. Le pourcentage d'allongement à la rupture est de 4,25. 



   L'alliage ou les alliages selon l'invention peuvent être préparés ou établis de toute manière voulue. On peut faire usage de n'importe quel four de fusion. Des exemples types de fours qui ont été utilisés sont le four à arc à chauffage indirect et le four à induction. On emploie de pré- férence des atmosphères   protectrices.pendant   l'opération de fusion. Il est également préférable d'employer une atmosphère protectrice dans les moules servant à la coulée du métal. Les moules peuvent être constitués en des ma- tières couramment employées pour les alliages à haute température. 



   REVENDICATIONS. 



   1. - Alliage résistant à la réactivité en charge, destiné à être utilisé à des températures élevées, comprenant 0,0 à 0,25% de carbone, 1,50 à   3,00%   de titane, 0,0 à   1,00%   de manganèse, 1,00 à 4,00% d'aluminium, 0,0 à   1,00%   de silicium,   0,01   à   0,50%   de bore, 13,00 à   17,00%   de chrome,   8,00   à   12,00%   de fer, 4,00 à   6,00%   de molybdène, le reste étant du nickel.

Claims

2. - Alliage suivant la revendication 1, comprenant 0,10 à 0,30% <Desc/Clms Page number 4> de carbone, 1,50 à 3,00% de titane, 0,25% au maximum de manganèse, 2,00 à 4,00% d'aluminium, 0,75% au maximum de silicium, 0,01 à 0,10% de bore, 13,00 à 17,00% de chrome, 8,00 à 12,00% de fer, 4,00 à 6,00% de molybdène, le reste étant du nickel.

3. - Alliage suivant la revendication 1 ou 2, comprenant 0,15% de carbone, 2,91% de titane., 0,08% de manganèse, 3,23% d'aluminium, 0,30% de silicium, 0,02% de bore, 15,0% de chrome, 11,6% de fer, 4,63% de molybdè- ne, le reste étant du nickel.

4. - Alliage suivant la revendication 1 ou 2, comprenant 0,12% de carbone, 2,51% de titane, 0,09% de manganèse, 2,85% d'aluminium, 0,35% de silicium, 0,024% de bore, 15,5% de chrome, 10,6% de fer, 4,75% de molyb- dène, le reste étant du nickel.

5. - Alliage suivant la revendication 1 ou 2, comprenant 0,15% de carbone, 2,71% de titane, 0,06% de manganèse, 2,20% d'aluminium, 0,47% de silicium, 0,02% de bore, 14,6% de chrome, 10,1% de fer, 4,98% de molybdè- ne, le reste étant du nickel.

6. - Alliage suivant la revendication 1, comprenant 0,14% de car- bone, 2,52% de titane, 0,12% de manganèse, 2,89% d'aluminium, 0,43% de sili- cium, 0,122% de bore, 14,6% de chrome, 4,72% de molybdène, le reste étant du nickel.

7. - Alliage résistant à la réactivité en charge, destiné à être utilisé à des températures élevées, en substance comme décrit ci-dessus.