<Desc/Clms Page number 1>
@ Cette invention est relative à des aciers rapides à faible te- neur en éléments d'alliage qui sont supérieurs à ceux connus jusqu'à pré- sent. Les aciers suivant l'invention se forgent facilement et en fait ils peuvent être laminés directement à partir du lingot sans forgeage préalable
Ils sont tenaces et résistants à l'abrasion. Ces propriétés désirables sont obtenues en utilisant des quantités relativement faibles de chrome, vanadium et molybdène, les aciers contenant de préférence, mais pas nécessairement, aussi du tungstène, et en proportionnant convenablement la quantité de carbone,qui varie suivant les quantités d'éléments d'alliage comme on l'expliquera plus particulièrement ci-après.
Afin de mieux montrer la composition équilibrée de l'acier, on utilise généralement les pourcentages atomiques des éléments plutôt que les pourcentages en poids utilisés plus couramment.
Suivant l'invention, un acier rapide à faible teneur en éléments d'alliage comprend ;
4,79 à 5,97 pourcents atomiques de carbone
3,70 à 4,80 pourcents atomiques de chrome
3,98 à 4,86 pourcents atomiques de vanadium
1,25 à 3,42 pourcents atomiques de molybdène et
0 à 1,05 pourcent atomique de tungstène, le reste étant en substance du fer, les proportions de ces éléments satisfaisant à la règle (1) Ct - (CV + Cm)=- 0,10 à -0,40 pourcent atomique et à la règle (2) CV = 4 à 6.
Ct-Cv l'acier, Ct étant le pourcentage atomique de tout le carbone présent dans
C étant le pourcentage atomique du carbone nécessaire pour combiner tout le vanadium dans l'acier pour former VC et
C étant le pourcentage atomique du carbone nécessaire pour combi- ner tout le tungstène, le chrome et le molybdène dans l'acier pour former des carbures du type (Tu, Cr, Mo)6C.
La comparaison entre les pourcentages en poids et les pourcentages atomiques donne :
EMI1.1
<tb>
<tb> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> Pourcentage <SEP> atomique
<tb> Carbone <SEP> 1,05 <SEP> - <SEP> 1,30 <SEP> 4,79- <SEP> 5,97
<tb> Chrome <SEP> 3,70 <SEP> - <SEP> 4,50 <SEP> 3,70 <SEP> - <SEP> 4,80
<tb> Vanadium <SEP> 3,70 <SEP> - <SEP> 4,50 <SEP> 3,97 <SEP> - <SEP> 4,86
<tb> Molybdène <SEP> 2,20 <SEP> - <SEP> 6,00 <SEP> 1,25 <SEP> - <SEP> 3,42
<tb> de <SEP> préférence <SEP> 2,20 <SEP> - <SEP> 3,50 <SEP> 1,25 <SEP> - <SEP> 2,01
<tb> Tungstène <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 3,50 <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 1,05 <SEP>
<tb> de <SEP> préférence <SEP> 2,20 <SEP> - <SEP> 3,50 <SEP> 0,66 <SEP> - <SEP> 1,05
<tb>
On se référera maintenant aux tableaux suivants I, II et III.
<Desc/Clms Page number 2>
TABLEAU I
EMI2.1
<tb>
<tb> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> Pourcentage <SEP> atomique
<tb>
EMI2.2
c Tu Cr v Mo G ##Si##B:##N2# A 0,72 18,00 4,00 1,00 - 3, 70 6,04 4, 75 ., 2. -
EMI2.3
<tb>
<tb> B <SEP> 0,88 <SEP> - <SEP> 4,10 <SEP> 1,82 <SEP> 4,25 <SEP> 4,02 <SEP> - <SEP> 4,32 <SEP> 1,96 <SEP> 2,43
<tb>
EMI2.4
C 0,82 1,50 4, 00 2, 00 8,50 3,86 0,46 ., 34 2,21 5,00 D 0,83 6,00 4,00 2,00 5,00 3,97 1,87 .-'c.a42 2,25 2,99 E 1,15 6, 00 4, Oo 3,00 9,00 5, 1+5 1,86 4, 3 $ 3,35 3,56
EMI2.5
<tb>
<tb> F <SEP> 0,95 <SEP> 2,50 <SEP> 4,00 <SEP> 2,50 <SEP> 2,50 <SEP> 4,37 <SEP> 0,75 <SEP> 4,24 <SEP> 2,71 <SEP> 1,43
<tb> G <SEP> 1,00 <SEP> 3,00 <SEP> 4,00 <SEP> 3,00 <SEP> 3,00 <SEP> 4,57 <SEP> 0,89 <SEP> 4,21 <SEP> 3,23 <SEP> le72
<tb>
EMI2.6
H 1,27 5,50 4,50 4,00 4,50 5,93 1,68 4,85 4,40 2,63 1 1,40 - 4,10 4,15 4,25 6,26 - 4e23 4,37 2,38 J 1,56 6,56 4,
75 5,00 3,35 * 7,24 1,99 5,08 5,46 1-94 K 1,50 12,50 4,75 5,00 - * 7,17 3,90 5,24 5,63 L 1,09 2,40 3,90 4.s20 2,50 4,97 0,71 4,11 4s5- 1,42 M 1,16 2,70 4,20 3,80 2,80 5,30 0,81 4,43 4,09 1,60
EMI2.7
<tb>
<tb> N <SEP> 1,09 <SEP> 2,20 <SEP> 3,70 <SEP> 3,50 <SEP> 2,20 <SEP> 4,96 <SEP> 0,66 <SEP> 3,89 <SEP> 3,76 <SEP> 1,25
<tb> 0 <SEP> 1,20 <SEP> 3,10 <SEP> 4,40 <SEP> 4,50 <SEP> 3,20 <SEP> 5,49 <SEP> 0,92 <SEP> 4,65 <SEP> 4,85 <SEP> 1,83
<tb> P <SEP> 1,09 <SEP> 3,10 <SEP> 4,40 <SEP> 3,50 <SEP> 3,20 <SEP> 5,01 <SEP> 0,93 <SEP> 4,67 <SEP> 3,79 <SEP> 1,84
<tb>
EMI2.8
Q 1,20 2je0 3,70 4,50 2,20 5.44 0,65 3,87 4,80 1,25 R 1,00 2,00 3, 7U 3,70 2, 00 4s 56 0, 60 3,89 3,97 1,14
EMI2.9
<tb>
<tb> S <SEP> 1,13 <SEP> 2,55 <SEP> 4,05 <SEP> 4,00 <SEP> 2,65 <SEP> 5,16 <SEP> 0,76 <SEP> 4,27 <SEP> 4,30 <SEP> 1,51
<tb> T <SEP> 1,09 <SEP> 2,40 <SEP> 3,90 <SEP> 3,80 <SEP> 2,50 <SEP> 4,
98 <SEP> 0,71 <SEP> 4,11 <SEP> 4,09 <SEP> 1,43
<tb> U <SEP> 1,16 <SEP> 2,70 <SEP> 4,20 <SEP> 4,20 <SEP> 2,80 <SEP> 5,30 <SEP> 0,81 <SEP> 4,43 <SEP> 4,52 <SEP> 1,60
<tb>
EMI2.10
V 1,16 2,70 4,00 z20 2,70 5,30 0,81 4,21 la.s5- 1,54 W 1,20 3,00 4,00 4,30 3,00 5,49 0,90 4,22 4,63 1,72 X 1,30 3,50 -50 4,50 3,50 5,95 1,04 4,75 4,85 2,01
EMI2.11
<tb>
<tb> Y <SEP> 1,05 <SEP> 2,20 <SEP> 3,70 <SEP> 3,70 <SEP> 2,20 <SEP> 4,79 <SEP> 0,66 <SEP> 3,89 <SEP> 3,97 <SEP> 1,25
<tb> Z <SEP> 1,13 <SEP> - <SEP> 4,05 <SEP> 4,00 <SEP> 5,70 <SEP> 5,15 <SEP> - <SEP> 4,26 <SEP> 4,28 <SEP> 3,25
<tb> * <SEP> contient <SEP> 5% <SEP> de <SEP> cobalt
<tb>
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
<tb> (1) <SEP> (2) <SEP> (3) <SEP> (4) <SEP> (5)
<tb>
EMI3.2
Acier et C C c -t7 (C v Cm
EMI3.3
<tb>
<tb> A <SEP> 3,70 <SEP> 1,21 <SEP> 1,80 <SEP> 0,69
<tb> B <SEP> 4,02 <SEP> 1,
96 <SEP> 1,13 <SEP> 0,93
<tb> C <SEP> 3,86 <SEP> 2,21 <SEP> 1,63 <SEP> 0,02
<tb> D <SEP> 3,97 <SEP> 2,25 <SEP> 1,55 <SEP> 0,17
<tb> E <SEP> 5,45 <SEP> 3,35 <SEP> 1,63 <SEP> 0,47
<tb> F <SEP> 4,37 <SEP> 2,71 <SEP> 1,07 <SEP> 0,59
<tb> G <SEP> 4,57 <SEP> 3,23 <SEP> 1,14 <SEP> 0,20
<tb> H <SEP> 5,93 <SEP> 4,40 <SEP> 1,53 <SEP> 0,00
<tb> I <SEP> 6,26 <SEP> 4,37 <SEP> 1,10 <SEP> 0,79
<tb> J <SEP> 7, <SEP> 24 <SEP> 5,46 <SEP> 1,50 <SEP> 0,28
<tb> K <SEP> 7,17 <SEP> 5,63 <SEP> 1,52 <SEP> 0,02
<tb> L <SEP> 4,97 <SEP> 4,51 <SEP> 1,04 <SEP> -0,58
<tb> M <SEP> 5,30 <SEP> 4,09 <SEP> 1,14 <SEP> 0,07
<tb> N <SEP> 4,96 <SEP> 3,76 <SEP> 0,97 <SEP> 0,23
<tb> 0 <SEP> 5,49 <SEP> 4,85 <SEP> 1,23 <SEP> -0,59
<tb> P <SEP> 5,01 <SEP> 3,79 <SEP> 1,24 <SEP> -0,02
<tb> Q <SEP> 5,44 <SEP> 4,80 <SEP> 0,96 <SEP> -0,32
<tb> R <SEP> 4,56 <SEP> 3,97 <SEP> 0,94 <SEP> -0,35
<tb> s <SEP> 5,16 <SEP> 4,30 <SEP> 1,
09 <SEP> -0,23
<tb> T <SEP> 4,98 <SEP> 4,09 <SEP> 1,04 <SEP> -0,15
<tb> U <SEP> 5,30 <SEP> 4,52 <SEP> 1,14 <SEP> -0,36
<tb> V <SEP> 5,30 <SEP> 4,51 <SEP> 1,09 <SEP> -0,30
<tb> W <SEP> 5,49 <SEP> 4,63 <SEP> 1,14 <SEP> -0,28
<tb> X <SEP> 5,95 <SEP> 4,85 <SEP> 1,30 <SEP> -0,20
<tb> Y <SEP> 4,79 <SEP> 3,97 <SEP> 0,97 <SEP> -0,15
<tb> Z <SEP> 5,15 <SEP> 4,28 <SEP> 1,25 <SEP> -0,38
<tb>
Ct = Pourcentage atomique total de carbone (tableau I) Cv= Pourcentage atomique total de vanadium (tableau I) Cm= 1/6e de la somme des pourcentages atomiques de Tu + Cr + Mo (tableau I) TABLEAU
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TABLEAU III
EMI4.1
<tb>
<tb> (1) <SEP> (2) <SEP> (3) <SEP> (4) <SEP> (5)
<tb>
EMI4.2
Acier et Cv Ct - e v e v
EMI4.3
<tb>
<tb> Ct-Cv
<tb> 3,70 <SEP> 1,21 <SEP> 2,49 <SEP> 0,49
<tb> B <SEP> 4,02 <SEP> 1,96 <SEP> 2,
06 <SEP> 0,95
<tb> C <SEP> 3,86 <SEP> 2,21 <SEP> 1,65 <SEP> 1,34
<tb> D <SEP> 3,97 <SEP> 2,25 <SEP> 1,72 <SEP> 1,31
<tb> E <SEP> 5,45 <SEP> 3,35 <SEP> 2,10 <SEP> 1,60
<tb> F <SEP> 4,37 <SEP> 2,71 <SEP> 1,66 <SEP> 1,63
<tb> G <SEP> 4,57 <SEP> 3,23 <SEP> 1,34 <SEP> 2,41
<tb> H <SEP> 5,93 <SEP> 4,40 <SEP> 1,53 <SEP> 2,88
<tb> 1 <SEP> 6, <SEP> 26 <SEP> 4,37 <SEP> 1,89 <SEP> 2,31
<tb> J <SEP> 7,24 <SEP> 5,46 <SEP> 1,78 <SEP> 3,07
<tb> K <SEP> 7,17 <SEP> 5,63 <SEP> 1,54 <SEP> 3,66
<tb> L <SEP> 4,97 <SEP> 4,51 <SEP> 0,46 <SEP> 9,80
<tb> M <SEP> 5,30 <SEP> 4,09 <SEP> 1,21 <SEP> 3,38
<tb> N <SEP> 4,96 <SEP> 3,76 <SEP> 1,20 <SEP> 3,13
<tb> 0 <SEP> 5,49 <SEP> 4,85 <SEP> 0,64 <SEP> 7,58
<tb> P <SEP> 5,01 <SEP> 3,79 <SEP> 1,22 <SEP> 3,11
<tb>
EMI4.4
Q 5 s lf4- 4, go 0,64 7,50 R 4s56 3,97 0,59 6,73 S 5,16 4.30 0, 86 5, 00 T 4,98 4,09 0, 9 4, 60
EMI4.5
<tb>
<tb> u <SEP> 5,30 <SEP> 4,
52 <SEP> 0,78 <SEP> 5,79
<tb> V <SEP> 5,30 <SEP> 4,51 <SEP> 0,79 <SEP> 5,71
<tb>
EMI4.6
W 5,49 4, 63 0,86 5,38
EMI4.7
<tb>
<tb> X <SEP> 5.95 <SEP> 4,85 <SEP> 1,10 <SEP> 4,41
<tb> Y <SEP> 4,79 <SEP> 3,97 <SEP> 0,82 <SEP> 4,84
<tb> Z <SEP> 5,15 <SEP> 4,28 <SEP> 0,87 <SEP> 4,92
<tb>
Le tableau I donne la liste des aciers de A à Z dans la première colonne. Il donne les pourcentages en poids et les pourcentages atomiques du carbone et des éléments d'alliage dans de nombreux types d'acier rapides Les aciers A à K inclus sont des exemples de nombreux aciers rapides connus dans le commerce qui sont tous hors du. cadre de l'invention. Les aciers L à R inclus sont d'autres aciers en dehors du cadre de l'invention. Les aciers 3 à Z inclus sont les aciers conformes à l'invention.
Un acier rapide doit avoir les qualités suivantes.pour donner satisfaction.
En premier lieu, il doit pouvoir se forger et se laminer facilement. De nombreux aciers rapides actuellement en usage contiennent un tel pourcentage d'éléments d'alliage dans le but d'augmenter leur résistance à l'abrasion et leur capacité de coupe, qu'ils sont difficiles à forger et à laminer. L'acier rapide suivant la présente invention non seulement peut être facilement forgé mais il peut être laminé directement du lingot.
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En second lieu, il doit posséder une ténacité supérieure à celle d'autres aciers rapides de manière à pouvoir en faire des outils qui ne se brisent pas facilement à l'usage.
Troisièmement, il doit posséder une bonne résistance à l'abra- sion et une bonne capacité de coupe.
-Quatrièmement, il doit être de fabrication économique à la fois du point de vue prix des éléments mélangés à l'acier et du point de vue de moindre production de déchets provenant de la transformation à chaud des lingots en barres.
Le premier but, c'est-à-dire, produire un acier qui puisse être forgé et laminé assez facilement, est atteint en maintenant la teneur en chrome, tungstène et molybdène raisonnablement basse.
Le second but, la grande ténacité, est atteint en maintenant la teneur en carbone inférieure à celle qu'on croyait possible antérieurement eu égard à la teneur en éléments d'alliage. On a découvert que, contraire- ment à certains enseignements, la teneur en carbone doit être maintenue à une valeur inférieure à celle qui est réellement nécessaire pour combiner avec tous les éléments formant des carbures. La teneur relativement faible en éléments d'alliage des aciers suivant l'invention contribue aussi à leur ténacité.
Le troisième but, la résistance à l'abrasion et la capacité de coupe, a été atteint en combinant l'alliage de l'acier de manière qu'il pos- sèdé une prépondérance de carbures de vanadium par rapport aux autres car- bures. Les carbures de vanadium produits en si grande quantité dans les aciers de l'invention sont beaucoup plus durs que les carbures mixtes de tungstène, chrome et molybdène qu'on trouve dans les aciers rapides.
On croit qu'il se passe ce qui suit dans la formation des car- bures dans l'acier rapide, mais sans se limiter à cette explication.
Les éléments formant des carbures, tungstène, chrome et molyb- dène, forment dans l'acier rapide des carbures mixtes représentés par la formule chimique (Tu, Cr, Mo)6 C. Cela signifie en fait que ces trois élé- ments formant carbure se combinent dans les proportions dans lesquelles ils se trouvent dans l'acier avec 1/6 de leurs pourcentages atomiques de carbone pour former un carbure. Si le total de tungstène, du chrome et du molybdène est pris dans son ensemble et considéré comme un métal formant carbure et désigné par "M", la formule du carbure peut être exprimée par M6C. Cela sig- nifie 'que 6 atomes de métal formant carbure se combinent avec 1 atome de carbone pour former le carbure M6C.
Lorsqu'un acier rapide est trempé en le chauffant à une tempéra- ture élevée (environ 2200 à 2400 F soit 1204 à 1315 C) et en le refroidis- sant rapidement, sa dureté est comprise entre 63 et 66 Rockwell C. Mais si on utilise un appareil microscopique susceptible de mesurer la dureté de particules séparées de (Tu, Cr, Mo)6 C, on trouve un équivalent Rockwell de C 77. On considère que ce sont ces particules de carbure plus dures dans l'acier rapide qui contribuent à sa résistance à l'abrasion et à sa capacité de coupe.
Grâce à un équilibre approprié des éléments formant carbure et du carbone dans l'acier rapide, on croit que le vanadium prend la forme d'un carbure qui peut tre exprimé chimiquement par VC. Cela signifie qu'un atome de vanadium se combine avec un atome de carbone pour former un carbure.
L' acier possède en abondance ces carbures VC comme on peut le voir en examinant les microstructures. La microdureté de ces carbures VC est l'équivalent de Rockwell C 84, ce qui est extrêmement dur, et ils résistent au polissage à l'alundum, en fait, il faut utiliser de la poussière de diamant pour préparer des échantillons métallographiques car autrement ces carbures VC font sail- lie à la surface comme des élévations arrondies.
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Ces carbures du type VC sont présents dans d'autres aciers rapides en quantités variables, mais la teneur en carbone et éléments d' alliage de l'acier rapide de la présente invention est équilibrée de telle manière qu'il y en a plus que dans tout autre acier ayant la même teneur en vanadium.
Le tableau II donne la liste des aciers de A à Z dans la pre- mière colonne. La seconde colonne est intitulée Ct: elle indique les pourcentages atomiques de tout le carbone présent dans l'acier. La troisième co- lonne est marquée C :elle indique le carbone nécessaire pour combiner tout le vanadium pour former des carbures VC et comme 1 atome de vanadium exige 1 atome de carbone pour former ce carbure, C est égal au pourcentage ato- mique du vanadium dans l'acier. La quatrième colonne est marquée Cm: elle indique les pourcentages atomiques de carbone nécessaires pour former le carbure du type M6C ou (Tu, Cr, Mo)6C. Il est évident que Cm est égal à un sixième du total des poids atomiques du tungstène,du chrome et du molybdène..
La cinquième colonne est intitulée Ct- (Cv + Cm) et elle exprime l'excès ou le défaut de carbone nécessaire pour former les divers carbures.
On remarquera dans la colonne 5 du tableau II que de nombreux aciers contiennent un excès de carbone sur la quantité nécessaire pour former des carbures avec les métaux d'alliage. Cet excès de carbone est cause de fragi- lité de ces aciers. Certains autres aciers manquent de carbone de sorte que tous les éléments formant des carbures ne peuvent être avantageusement uti- lisés et sont gaspillés,. D'autres aciers contiennent seulement un léger dé- faut de carbone de sorte qu'après l'utilisation sans perte de tous les élé- ments formant carbure, il n'y a positivement pas d'excès de carbone pour rendre fragile le réseau de l'acier.
Afin que l'acier soit tenace et qu'il n'y ait pas d'excès de car- bone pour le rendre fragile, on a trouvé que les aciers devaient se conformer à la règle suivante :
Règle (1) Ct- (Cv + C ) = -0,10 à -0,40 pourcent atomique.
Il est nécessaire qu'il y ait réellement pénurie de carbone par rapport à la quantité théorique requise pour combiner tous les éléments d' alliage. Lorsqu'il y a équilibre, juste assez et pas plus qu'il n'en faut pour former tous les carbures, il y a néanmoins un effet de fragilité sur le réseau de l'acier.
Le tableau III donne la liste des aciers de A à Z dans la première colonne. La seconde colonne est intitulée C : elle donne les pourcentages atomiques de la totalité du carbone présent dans l'acier. La troisième colon- ne marquée C indique le carbone nécessaire pour combiner tout le vanadium pour former des carbures VC et comme 1 atome de vanadium exige 1 .atome de car- bone pour former ce carbure, Cv égale le pourcentage atomique du vanadium dans l'acier. La quatrième colonne marquée Ct- Cv donne le pourcentage atomique du carbone restant après la formation des carbures VC. La cinquième colonne marquée Cv exprime le rapport entre le carbone combiné sous forme de C+-c carbures VC etVie restant carbone. carbures Vc et le restant du carbone.
Le tableau III montre que dans la plupart des aciers commerciaux A à K, le carbone combiné au vanadium pour former des carbures VC est soit inférieur soit à peine supérieur au carbone qui est combiné avec les autres métaux d'alliage ou avec le fer pour rendre le réseau fragile. On réalise qu'afin d'obtenir autant de carbures VC que possible par rapport aux autres carbures, il faudrait éliminer tout ou une grande partie du tungstène, du chrome et du molybdène, mais le résultat ne serait plus un "acier rapide"; un acier caractérisé par la possibilité de conserver une dureté élevée à des températures voisines de 1050 F (565 G) après trempe à très haute température.
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On a trouvé que pour que l'acier contienne autant que possible de carbures VC très durs, proportionnellement aux carbures (Tu, Cr, Mo)6C, tout en conservant les qualités désirables de l'acier rapide, il doit satisfaire à la règle (2) suivante:
Règle (2)
C = j
EMI7.1
Ct - Cv , à 6
Cette règle (2) signifie que le rapport du carbone nécessaire à la formation des carbures VC à tout le carbone restant dans l'acier doit être compris entre 4 et 6.
Lorsque la règle (2) est observée, les aciers obtenus contiennent une grande proportion de carbures VC par rapport aux carbures plus tendres du type (Tu., Cr, Mo) C., bien qu'il y ait encore suffisamment de carbures pins tendres pour donner de la dureté au réseau. Dans les aciers rapides recuits la plupart des carbures sont hors de solution mais lorsqu'ils sont chauffés pour la trempe, au fur et à mesure de l'élévation de la température de trempe et de l'augmentation de la durée du maintien à la température de trempe, une plus grande quantité de carbures (Tu, Cr, Mo)6C entre en solution solide dans le réseau pour lui donner résistance et dureté.
Cependant, dans les aciers de l'invention, les carbures VC qui sont nombreux et de grandes dimensions n'entrent en'solution qu'avec la plus grande difficulté et à la température de trempe maximum qui peut être atteinte sans croissance excessive du grain et avec une durée de maintien à cette température raisonnable, les carbures VC n'entrent pas en solution solide dans le réseau des aciers mais restent sous forme de grains nombreux de carbures durs.
En se référant aux règles (1) et (2) et aux aciers énumérés dans les tableaux II et III, on voit qu'aucun des aciers A à K ne satisfait à la règle (1). Les aciers A, B,' E, F et I ont tous un grand excès de carbone et ils sont considérablement moins tenaces que les aciers S à Z inclus con- formes à là présente invention. Les aciers D, G et J ont un léger excès de carbone. 'Les aciers D et J ont des teneurs élevées en éléments d'alliage et ils ne sont pas aussi tenaces que les aciers suivant la présente invention Les aciers C, H et K, bien qu'ils ne contiennent théoriquement pas d'excès , de carbone, ont une teneur élevée en éléments d'alliage et à cause de cela ils ne sont pas aussi tenaces que les aciers de la présente invention.
En se référant à la règle (2) et au tableau III, on voit que les aciers A et B contiennent si peu de carbures VC qu'on peut à peine les déce- ler dans la microstructure. Dans les aciers C, D, E et F, on peut voir très peu de carbures VC dans les microstructures. Dans les aciers G, H, I, J et K, il y a plus de carbures VC dans la microstructure, exactement comme le rapport Cv augmente de valeur. L'acier K a une teneur très élevée
EMI7.2
't'"''"v en éléments d'alliage, il manque de ténacité, il est très difficile à forger ou à laminer et il est très cher.
Les aciers Sà Z inclus,conformes à la présente invention,, satisfont aux règles (1) et (2). Ces aciers sont très tenaces. Ils ont une teneur relativement faible en éléments d'alliage et ils peuvent être facilement forgés; en fait ils peuvent être laminés directement du lingot. Ils sont peu coûteux à fabriquer. Le nombre de grains de carbures VC visibles dans leurs microstructures est trés grand et dépasse celui de tous les autres aciers connus et c'est là la raison pour laquelle les aciers de l'invention se prêtent si bien aux essais de coupe.
Les aciers F et G contiennent tous les deux trop de carbone pour satisfaire à la règle (1) et trop peu de carbures du type VC pour satisfaire à la règle (2). On a comparé des mèches en aciers F et G à des mèches en acier S et on a trouvé que les mèches en acier conforme à l'invention ont une durée
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de coupe de 5 à 10 fois celle des mèches en acier F ou G.
Deux mèches en acier S ont foré respectivement 123 et 155 trous avant rupture en comparaison avec 33 trous pour une mèche du même modèle en acier C utilisée sur le même bloc d'essai. La moyenne de 7 essais de forage montre que les mèches en acier S forent 111 trous en comparaison avec une moyenné de. 23 trous pour les mèches en acier C. Ces essais ont été faits sur un bloc d'essai en alliage chrome-nickel ayant subi un traitement thermique lui donnant une dureté de 24 Rockwell C.
L'acier I contient beaucoup trop de carbone pour satisfaire à la règle (1) et pour donner la ténacité optimum* Il ne contient pas assez de carbures du type VC pour satisfaire à la règle (2) et donner le maximum de résistance à l'abrasion.
Les aciers L à R inclus qui sont hors du cadre de l'invention ont été essayés en comparaison avec les aciers S à Z inclus qui rentrent dans le cadre de l'invention. Ces essais étaient des essais d'usinage com- portant l'emploi d'outils de coupe à point unique faits avec les divers aciers.
Ils ont montré que les aciers S à Z sont considérablement supérieurs aux autres aciers.
Dans les aciers L, O, Q et R, le rapport CV/C-c est trop éle t v vé pour satisfaire à la règle (2). Ces aciers contiennent une trop grande proportion de carbure Vc par rapport à la quantité d'autres carbures présents pour former un réseau convenable dans l'acier. Ces aciers manquent donc de la qualité de dureté à chaud et de dureté à la température ambiante. Ce n' est pas qu'il soit mauvais d'avoir trop de carbures VC dans l'acier mais c' est la petite quantité d'autres types de carbures qui donne à l'acier un ré- seau peu satisfaisant. En outre, les aciers L et 0 n'ont pas assez de car- bone pour satisfaire à la règle (1).
Dans les aciers M, N et P, le rapport Cv/Ct-Cv est trop faiCt-Cv ble pour satisfaire à la règle (2) et par conséquent, ces aciers ne contien- nent pas assez de carbures du type VC pour leur donner de bonnes propriétés de coupe.
En ce qui concerne le prix de revient des aciers de l'invention il est à remarquer que le tungstène est un élément d'alliage très cher et que les aciers de l'invention ont des teneurs relativement faibles de cet élément ou n'en contiennent pas du tout. En outre, la teneur totale en éléments d' alliage des aciers de l'invention est relativement faible. Par exemple, le coût des éléments d'alliage de l'acier S n'est qu'environ le tiers de celui des éléments de l'acier A, les cinq-huitièmes de celui de l'acier E et les cinq-sixièmes de celui de l'acier D.
REVENDICATIONS.
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