BE518985A

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Publication number: BE518985A
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Description


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  PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX ACIERS AUSTENITIQUES. 



   L'invention est relative aux aciers austénitiques. 



   Il est connu que les aciers austénitiques sont, en majorité, caractérisés par une limite élastique et une charge de rupture relativement basses et que dans les cas où une limite élastique élevée est requise en même temps que des propriétés non magnétiques, il a été d'usage courant de tra-   vailler   les aciers austénitiques à froid pour satisfaire ces exigences. On sait également que lorsqùe de grandes dimensions sont en jeu, le travail à froid est une opération difficile et dispendieuse,   nécessitant   une habileté et une expérience considérables, et qu'en outre une grande incertitude existe en ce qui concerne le résultat final. 



   La spécification du brevet n    507.473   du 29 Novembre 1951 de   la   demanderesse (ci-après désigné brevet antérieur), a trait   à   un moyen é-   liminant   la nécessité d'une opération de travail à froid et substituant à celle-ci un traitement thermique pour donner les résistances élastiques requises.

   Ce résultat est atteint, selon le brevet antérieur, en utilisant un acier austénitique de composition équilibrée spécialement sélectionnée qui répond à un traitement pratique de dissolution et de précipitation,   la   composition sélectionnée comprenant : 
 EMI1.1 
 
<tb> 
<tb> Gamme <SEP> limite <SEP> Gamme <SEP> préférée
<tb> Carbone <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,7 <SEP> % <SEP> 0,35 <SEP> - <SEP> 0,55 <SEP> % <SEP> 
<tb> Manganèse <SEP> 2,0-8,0% <SEP> 3,0 <SEP> - <SEP> 5,0 <SEP> %
<tb> Nickel <SEP> 8,0 <SEP> - <SEP> 15,0 <SEP> % <SEP> 10,0- <SEP> 13,0 <SEP> % <SEP> 
<tb> Chrome <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 12,0 <SEP> % <SEP> 2,5 <SEP> - <SEP> 5,5
<tb> Vanadium <SEP> 0,3- <SEP> 1,0% <SEP> 0,35 <SEP> - <SEP> 0,75 <SEP> % <SEP> 
<tb> Fer <SEP> en <SEP> substance <SEP> en <SEP> substance
<tb> 
 

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Le brevet antérieur décrit,

   comme traitement thermique convenable pour les aciers ci-dessus, les opérations de chauffage (mettons pendant 1 heure) de   1100    à   1200 C   et de refroidissement dans l'air, l'huile ou   11--'eau     (c'est-à-dire   le traitement de dissolution) suivi d'un traitement de précipitation de 6500 à 750 C, par exemple par chauffage pendant 16 heures à   700 G   et refroidissement par l'air depuis cette température. 



   La présente invention comprend des perfectionnements ou modifications de l'invention décrite plus haut, objet du brevet antérieur. 



   On a constaté que la gamme de compositions donnée dans le brevet antérieur peut être étendue pour admettre des teneurs plus élevées en chrome d'une part, et des teneurs plus élevées en nickel d'autre part. 



   On a constaté que la teneur en chrome peut utilement être étendue jusque, approximativement,   18%,   procurant ainsi de la résistance supplémentaire à la corrosion, mais que lorsque la teneur en chrome est augmentée à partir de 5,5 % (limite supérieure de la gamme préférée) il est important d'accroître le rapport du vanadium au carbone pour réaliser des effets de durcissement optimum. Avec 12-18 % de chrome, pour atteindre une dureté   optimum,   un rapport d'environ   4:1   est essentiel pour éviter la formation préférentielle de carbures de chrome qui ne contribuent pas matériellement au processus de durcissement ou trempe. Un durcissement ou trempe partiel, qui peut être désirable dans quelques cas, peut être obtenu en affaiblissant le rapport Vanadium : Carbone donné plus haut.

   La limite supérieure de la- gamme des teneurs en vanadium donnée dans le brevet antérieur peut être portée à   2,2   %. 



   Pour autant qu'il s'agit de la modification de la teneur en chrome, la gamme préférée du brevet antérieur peut, selon la présente invention, être étendue pour englober des alliages comprenant : 
Carbone 0,35 à   0,55 %   
Manganèse   3,0   à   5,0 %   
Nickel   10,0   à   13,0 %   
Chrome 12,0 à   18,0 %   
Vanadium 0,35 à 2,2 % 
Fer en substance le reste 
On a également constaté que   la.,.teneur   en nickel peut être accrue jusque au moins 40% et   mené   jusqu'à 50% sans influencer sérieusement le processus de précipitation.

   Par l'inclusion de teneurs plus élevées   en n i-   ckel, il devient possible de former des alliages possédant une gamme étendue de propriétés d'expansion, par exemple : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> diG <SEP> Mn <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> V <SEP> latation <SEP> en <SEP> mm <SEP> par
<tb> cm <SEP> par <SEP>  C <SEP> entre
<tb> O C <SEP> et <SEP> 100 C.
<tb> 



  Alliage <SEP> A <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 11,5 <SEP> 5,0 <SEP> 0,50 <SEP> 0,00020
<tb> Alliage <SEP> B <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 11,5 <SEP> 15,0 <SEP> 1,2 <SEP> 0,00018
<tb> Alliage <SEP> C <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 0,50 <SEP> 0,000135
<tb> Alliage <SEP> D <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 40,0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 1,2 <SEP> 0,00009
<tb> Alliage <SEP> E <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 40,0 <SEP> . <SEP> 15,0 <SEP> 1,2 <SEP> 0,000145
<tb> 
 
Pour les alliages ci-dessus des résistances élastiques élevées peuvent également s'obtenir après le traitement approprié de dissolution et de précipitation tel que celui décrit dans le brevet antérieur.

   D'autres compositions que les exemples donnés plus haut, mais dans les gammes générales spécifiées, sont possibles pour fournir des matériaux ayant différents degrés de résistance à la corrosion, des résistances élastiques variables et des propriétés d'expansion variables. 

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   En outre on a constaté, et c'est une caractéristique de l'in-   ventîon,   que le nickel et le manganèse sont interchangeables dans une certaine mesure, comme illustré par les résultats   ci-après :   
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> C <SEP> Mn <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> V <SEP> Limite <SEP> élastique
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> Kgs/mm2
<tb> Alliage <SEP> F <SEP> 0,45 <SEP> 1,0 <SEP> 15,0 <SEP> 5,0 <SEP> 0,50 <SEP> 86,78.
<tb> 



  Alliage <SEP> G <SEP> 0,45 <SEP> 4,5 <SEP> 11,5 <SEP> 5,0 <SEP> 0,50 <SEP> 98,12
<tb> Alliage <SEP> H <SEP> 0,45 <SEP> 8,0 <SEP> 8,0 <SEP> 5,0 <SEP> 0,50 <SEP> 87,41
<tb> 
 
L'invention comprend également l'extension de la limite inférieure de la gamme du nickel   jusqu'à 7   %, et l'extension de la gamme du mangan.èse à 0,5 à 10,0%, le nickel et le manganèse étant dans une certaine mesure interchangeables comme illustré ci-dessus. 



   REVENDICATIONS. 



   1. - Une méthode de production de composants d'aciers austénitiques à haute résistance élastique, sans travail à froid, selon le brevet principal, mais modifiée en ce que la gamme du chrome dans la composition est étendue à une limite supérieure d'approximativement   18%.

Claims

2. - Une méthode selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que la limite supérieure de la gamme du vanadium est étendue à 2,2%, et en ce que la proportion de vanadium est prépondérante sur celle du carbone, le rapport-vanadium-carbone étant augmenté lorsque la teneur en chrome est accrue dans la gamme 5,5 à'18%.

3. - Une méthode selon la revendication 2, dans laquelle la teneur en chrome est comprise dans la gamme de 12 à 18%, et le rapport va- nadium-carbone est approximativement 4:1.

4. - Une méthode selon la revendication, 1 ou la revendica tion 3, dans laquelle la composition d'alliage comprend : carbone 0,35 à 0,55%, manganèse 3,0 à 5,0 %, nickel 10,0 à 13,0%, chrome 12,0 à 18,0 %, vanadium 0,35 à 2,2% et fer en substance le restant.

5. - Une méthode de production de composants d'aciers austéni- tiques à haute résistance élastique, sans travail à froid, selon le brevet principal ou selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par la modification additionnelle que la gamme du nickel dans la composition d'alliage est étendue à partir d'une limite inférieure de 7% jusqu'à une limite supérieure de 50 %.

6. - Une méthode selon la revendication 5, modifiée en outre par l'extension de la gamme du manganèse à 0,50 à 10?0%, le nickel et le manganèse étant, dans une certaine mesure, interchangeables comme illustré dans le présent mémoire.

7. - Les composants d'aciers austénitiques produits par la méthode de l'une quelconque des revendications précédentes.

8. - Les alliages identifiés A et H dans les exemples donnés.

9. - Les aciers austénitiques ayant la composition mentionnée dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour lesquels une résistance élastique élevée peut être obtenue sans travail à froid par des traitements de dissolution et de précipitation du genre décrit.