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A. ERY, résidant à LUBECK (Allemagne).
ACIER DE CONSTRUCTION SOUDABLE.
Les aciers .de construction soudables connus se caractérisent no- tamment en ce qu'ils doivent être de pureté particulière en ce qui concerne les composés d'accompagnement habituels, le phosphore et le soufre et aussi l'oxygène et l'azote. La somme des teneurs en phosphore et en soufre pour ces aciers est en général limitée au plus à 0,07% et la teneur en carbone des aciers est limitée à une valeur maxima' de 0,20% Pour avoir cette com- position et cette pureté, on sait que ces aciers.de construction soudables de grande valeur ne peuvent être obtenus qu'à l'aide de procédés d'affinage coûteux, si bien qu'il faut absolument écarter les aciers Thomas de coulée habituelle pour les préparer.La ténacité des aciers de construction souda- bles connus, mesurée à la résistance au choc (sur barreaux entaillés)
et particulièrement à l'état vieilli, ne pouvait pas jusqu'à présent être ga- rantie .
La présente invention repose sur la constatation surprenante que l'effet nuisible des composés qui accompagnent le fer, à savoir le phos- phore et le soufre, l'oxygène et l'azote et aussi le carbone reste en-des- sous de la sensibilitéà la rupture à chaud sans déformation, si redoutée, lorsque les aciers de construction.sont alliés à du titane, du zirconium ou du nickel, isolément ou ensemble. Il s'est avéré en fait, et c'est sur cette constatation générale que repose l'invention, que ces aciers de con- struction soudables de très grande valeur ont des teneurs en phosphore et en soufre qui dépassent de loin les teneurs limites que l'on convenait d'ad- mettre satisfaisantes jusqu'ici pour des aciers de ce genre.
Ceci vaut éga- lement pour la teneur en carbone de ces aciers qui, maintenant, et cela sans nuire essentiellement à la soudabilité et à la ténacité, peut dépasser 0,15% et s'élever jusqu'à 0,50%. Les teneurs des aciers en phosphore et en soufre peuvent chaque fois être comprises entre les limites de 0,03 à 0,08
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et leur somme peut dépasser 0,07% et s'élever jusqu'à 0,16%.
L'objet de l'invention consiste donc dans l'emploi d'aciers de préférence de qualité Thomas avec plus de 0,15 et jusque 0,50. de carbone jusqu'à 1,00% de silicium jusque. 2,00% de manganèse, jusqu'à 0,60% de titane
0,03 et jusqu'à 0,08% de phosphore,
0,03 et jusqu'à 0,08% de soufre, aec cette réserve que la somme des teneurs en soufre et phos- phore est plus grande que 0,07% et au plus égale à 0,16% le restant étant du fer, comme acier de construction soudable qui, à l'état non vieilli, possède une résistance et une limite élastique élevées de même qu'une haute téna- cité et qui, même à l'état vieilli, et aussi aux basses températures, a une résistance au choc (sur barreaux entaillés) assurée.
Dans le dessin (graphiques 1 et 2) on décrit et explique gra- phiquement la composition et les propriétés de quelques aciers de construc- tion de qualité Thomas après une normalisation à 860 C à l'air et vieillis- sement ultérieur partiel.
On voit par exemple qu'un acier (coulée 3) avec 0,12% de phos- phore + soufre et normalisé avec une teneur en titane de 0,23%, présente une résistance à la traction d'environ 65 kg. par mm2, une limite élastique de 49 kg par mm2, un allongement de 29% et un rapport de limite élastique de 74%. La résistance au choc (barreaux entaillés) de l'acier s'élève à +20 C à l'état non vieilli à 13 mkg/cm2, et à l'état vieilli, à 8,7 mkg/cm2.
Un acier de construction avec 0,11% de phosphore + soufre et une teneur en titane de 0,10% (coulée n 1) a, après normalisation une résistan- ce de 70 kg par mm2, un rapport de limite élastique de 76% et une résistan- ce au choc (barreaux entaillés) à +200C de 11 jkg/cm2 à l'état non vieilli, qui retombe seulement à 7 mkg/cm2 à l'état vieilli..
De ces données, il apparaît clairement que dans l'élaboration de l'acier de construction suivant l'invention, on est essentiellement plus libre qu'autrefois au sujet des teneurs en soufre et en phosphore des aciers, et que l'on peut utiliser également sans inconvénient pour ces aciers des qualités Thomas. L'invention ouvre par conséquent une voie tout à fait nou- velle pour l'obtention d'aciers de construction soudables de grande valeur.
L'addition de titane aux aciers se fait le plus avantageusement seulement après leur désoxydation par les substances connues en soi, comme par exemple le manganèse, le silicium et l'aluminium.
Dans l'acier de construction selon l'invention, on peut rempla- cer totalement ou partiellement le titane par du zirconium. De même, le ti- tane ou le zirconium ou les deux peuvent à leur tour être remplacés totale- ment ou partiellement par du nickel, les aciers présentant alors une teneur en nickel allant de 0,60 jusqu'à 4%. Finalement, ces aciers de construction suivant l'invention peuvent également être alliés encore avec 0,2 jusqu'à 1,5% de chrome, 0,1 jusqu'à 1,5% de cuivre, avec jusqu'à 0,5% d'aluminium, avec 0,01 jusqu'à 0,25% de vanadium, avec 0,03 jusqu'au 0,50% de molybdène, avec 0,01 jusqu'à 0,307 de niobium, avec 0,01 jusqu'à 0,30% de tantale et avec 0,0005 jusqu'à 0,20% de bore, ces substances étant utilisées isolément ou ensemble.
Pour l'amélioration de ses propriétés de résistance, on peut sou- mettre l'acier de construction suivant l'invention à un traitement thermique connu pour les aciers de construction, en particulier à une trempe ou revenu
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ou à une déformation à des températures en-dessous du point A3.
La propriété marquante de l'acier de construction suivant l'in- vention consiste en sa sécurité élevée contre la rupture à chaud sans défor- mation, qui se traduit en particulier par une sécurité et une ténacité éle- vées, que ce soit en grandes dimensions sous un état de tension intense tri- axial et éventuellement aussi à basse température. De ce fait, des domai- nes d'emploi qui même n'étaient pas accessibles aux aciers de construction les plus purs connus jusqu'à ce jour, sont ouverts à l'acier de construc- tion suivant l'invention.
REVENDICATIONS. le- Emploi d'aciers, de préférence en qualité d'acier Thomas, avec : plus de 0,15 et jusqu'à 0,50% de carbone, jusqu'à 1,00% de silicium jusqu'à 2,00% de manganèse, jusqu'à 0,60% de titane, plus de 0,03 et jusqu'à 0,08% de phosphore, plus de 0,03 et jusqu'à 0,08% de soufre avec cette réserve que la somme des teneurs en soufre et phosphore est plus grande que 0,07% et au plus égale à C,16% le restant étant du fer, comme acier de construction soudable qui, à l'état non vieilli, possède une résistance et une limite élastique éle ées de même qu'une haute ténacité et qui, même à l'état vieilli et aussi aux basses températures,
possède une bonne résistance assurée au choc (sur barreaux entaillés).