<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne les alliages denses dont le con- stituant principal consiste en tungstène et/ou en molybdène, et la fabri- cation de cesalliages.
Le ferma "alliage dense" utilisé dans la présente demande est relatif à un alliage structurellement composé de gros grains du constituant principal noyésdans un réseau constitue par une solution solide et/ou une dispersion du constituant principal dans un ou plusieurs autres métaux for- mant la minorité de l'alliage un alliage de ce genre est en substance sans vides, de sorte que sa densité se rapproche de la densité théorique calcu- lée en tenant compte des proportions et des densités des constituants de l'alliage, dans l'hypothèse qu'il n'y a ni vides ni interpénétrations.
La classe des alliages à laquelle l'invention se rapporte com- prend ceux dénommés "alliages lourds" dont le constituant principal est le tungstène et dont les poids spécifiques dépassent 15 grammes au cm3, ainsi que les alliages semblables de densité modérément élevée, dans lesquels le tungstène est entièrement ou partiellement remplacé par le molybdène, la densité diminuant au fur et à mesure que la proportion de molybdène aug- mente. Les alliages lourds du type précité contenant, comme constituants mineurs, du nickel et du cuivre, ont été décrits ,par exemple, dans les brevets anglais n 447.567 et n 497.747, et les alliages denses contenant, comme constituant majeur, du molybdène en plus du tungstène et, comme constituants mineurs, du nickel et du cuivre, ont été décrits dans les brevets anglais n 517.442 et n 531. 117.
Ces alliages denses sont fabriqués, suivant les brevets précités, par des techniques de la métallurgia des poudres, c'est-à-dire qu'on mélange les poudres métalliques dans les proportions requises, on comprime le mélange de poudres de façon à en faire une masse compacte qui est chauffée à une température et pendant une durée telles que les métaux s'agglomèrent de façon à constituer un alliage d'une densité proche de la densité théorique. Comme décrit dans les brevets anglais n 497.747 et 531117, ces alliages sont composés structurellement .de- gros grains de tungstène et/ou de molybdène noyés dans un réseau comprenant du tungstène et/ou du molybdène, du nickel et du cuivre.
Cette structure et le fait que la densité se rapproche de la densité théorique sont dûs à la présence, dans le mélange constituant l'alliage, d'un métal dont le point de fusion est inférieur à celui du constituant principal, et dans lequel le constituant principal en fusion est soluble à un degré limité, le chauffage se faisant à une température, supérieure au point de fusion de la solution ainsi formée et telle qu'il y ait toujours une phase liquide présente en faible proportion pendant l'opération de frittage;
les plus petits grains du constituant principal se dissolvent dans la phase liquide, et une partie du tungstène et/ ou du molybdène dissout se redépose sur les plus gros grains, ce processus perdurant pendant toute la durée du frittage et ayant pour résultat un grossissement des grains du constituant principal et la réduction ou la quasi élimination de poches dans la structure de l'alliage par la forma tion, comme précité, d'un réseau qui remplit les interstices entre les grains.
Dans les alliages lourds décrits dans les demandes prérappelées, le métal à bas point de fusion par rapport au tungstène est le nickel dans lequel le tungstène est partiellement soluble. Le tungstène est insoluble dans le cuivre, mais se dissout, à un degré limité, dans l'alliage cuivre-nickel produit par le frittage.
Le résultat décrit ci-dessus est obtenu même quand la proper tion de la phase liquide présente pendant le frittage est très faible, même 1% du mélange ou moins.
Les alliages denses du type précité sont particulièrement utiles dans divers domaines de la construction mécanique. En particulier, les alliages lourds servent à fabriquer des pièces de masse considérable mais de faible volume, par exemple des contrepoids d'équilibrage pour différents types de moteurs. Ces alliages conviennent spécialement dans ce but, parce
<Desc/Clms Page number 2>
qu'ils peuvent être usinés et travéillés et ont habituellement de bonnes qualités mécaniques, comme la résistance à la traction.
Dans certains cas cependant,il faut que la pièce métallique utilisée présente un allongement d'au moins 1 %, c'est-à-dire que,1'allongement total, dans un essai de résistance à la traction à la température du local, soit d'au moins 1% de la longueur initiale de l'éprouvette d'alliage, dans les trois dimensions, cette propriété donnant une meilleure résistance aux impacts et à la rupture au pliage. Les alliages lourds connus ont parfois présenté un allongement dépassant 1 %, mais pas d'une fagon constante.
La présente invention a pour but de procurer des alliages--denses dont le constituant principal est du tungstène et/ou du molybdène, dont la composition soit nouvelle et dont de nombreux types puissent etre fabriqués de fagon à présenter un allongement d'au moins 1% de façon constanteo
Suivant l'invention, un alliage dense se compose d'un constituant principal consistant en .tungstène et/ou molybdène et d'un 'constituant mineur composé d'un ou plusieurs des métaux suivmts: fer, nickel, cobalt, chrome, la proportion du constituant principal n'étant pas infé rieure à 75 % en poids de l'alliage, et la proportion éventuelle de chrome n'étant pas supérieure à 15% en poids de l'alliage.
Les alliages de l'invention sont-fabriqués-par frittage de mélanges compacts de poudres métalliques dans les proportions requises.
Le constituent principal peut consister en tungstène seul, molybdène seul, bu en mélanges ou alliages de tungstène et de molybdène en toutes' proportions. Le tungstène et le molybdène sont tous deux solubles à un degré limité dans chacun des métaux du constituant mineur, donnant, dans chaque cas, une solution à point de fusion inférieur à celui du constituant principal. Pendant le frittage du mélange compact de poudres métalliques pour la fabrication de l'alliage, une hase liquide composée d'une telle solution est présente.
La température minimum à laquelle un mélange compact des poudres métalliques peut être portée pour que le frittage ait lieu.dénommée ci-après ' température de frittage", est la température la plus basse à laquelle la phase liquide est en équilibre avec la phase solide,c'est-à-dire la température la plus basse à laquelle, grâce au processus de solution et de dépôt du constituant principal précité, un équilibre est maintenu entre les deux phases, de sorte qu'une phase liquide soit toujours présente.
Gomme un alliage de l'invention contient au moins 75 % de tungstène et/ou de molybdène, la proportion de phase liquide présente à la température de frittage est généralement insuffisante pour que les grains de tungstène et/ou de molybdène aient une tendance quelconque à se déposer, de sorte qu'une répartition homogène du solide dans la phase liquide se maintient et l'alliage produit aura une composition homogène dans toute sa masse.
En outre, ces alliages ne sont généralement pas sujets à déforma tion pendant le frittage, quoique la proportion minimum de tungstène et/ou de molybdène nécessaire pour que le masse garde sa forme pendant toute l'opération de frittage quand elle n'est pas retenue par un moule, varie suivant le ou les métaux minoritaires, puisque la proportion de phase liquide formée à la température de frittage pour toute composition donnée dépend de la solubilité du constituant principal dans le ou les métaux minoritaires.
Si le constituant mineur se compose de deux métaux ou plus, ceux-ci sont utilisés, de préférence, dans des proportions telles qu'ils constituent une solution solide. Le constituant mineur est composé, de préférence, de fer et de nickel. La gamme préférée de composition des alliages de tungstène et/ou molybdène, fer et nickel, est de 80 à 96 % de tungstène et/ou molybdène, et 4 à 20 % de fer et de nickel en toutes propor tions,en poids,et l'expérience a montré qu'on obtient les propriétés mé-
<Desc/Clms Page number 3>
caniques les plus avantageuses avec une proportion nickel-fer de 3 ;2 à
3 1, en poids.
Un exemple d'une série particulièrement utile d'alliages denses ayant de bonnes propriétés mécaniques, surtout du point de vue allon- gement, est la série d'alliages comprenant 90 % de tungstène,6 à 7,5 % de nickel et 4 à 2,5 % de fera
Si le constituant mineur contient du chrome, il est préférable de l'utiliser mélangé à au moins un des métaux suivants: le fer, le nickel, le cobalt, parce que si le constituant mineur est entièrement composé de chrome, ce métal ayant un point de fusion relativement élevé, la phase li- quide se forme à une température considérablement plus élevée qu'avec du fer, du nickel et du cobalt, et la température de frittage est trop élevée.
En outre, à certainspoints de vue, les propriétés mécaniques d'alliages dont le constituant mineur est entièrement constitué par le chrome,ne sont pas aussi bonnes que celles des alliages contenant un ou plusieurs des mé- taux fer, nickel, cobalt. L'introduction de chrome dansun alliage de l'in- vention peut cependant être parfois avantageuse, parce que ce métal rend l'alliage plus dur.
Le procédé de fabrication suivant d'un alliage de l'invention a été utilisé: un mélange des poudres métalliques nécessaires dans les pro- portions requises est soumis à une pression de 5 à 40 tonnes par pouce car- ré (7,8 à 63,1 Kg/mm2) et la masse compacte obtenue est chauffée à ou au- dessus de la température de frittage dans une atmosphère réductrice ou in- erte, pendant un temps suffisant pour produire un alliage dont la densité se rapproche de la densité théorique. Si on le désire, on peut prévoir un stade de chauffage avant le frittage, à une température inférieure à la température de frittage, pour permettre la manipulation ou l'usinage de la mas- se compacte avant le frittage, sans qu'elle se brise ou tombe en miettes.
La température de frittage est différente pour différents alliages, suivant les métaux constituants et leurs proportions relatives. La durée de frittage optimum pour obtenir un alliage ayant les propriétés mécaniques voulues, varie aussi à un certain degré avec les métaux constituants et leurs proportions relatives, et avec la température de frittage. A titre d'exemple des détails du processus, pour produire un alliage tungstène-nickelfer comprenant de 80 à 96 % en poids de tungstène et 4 à 20 en poids de nickel et de fer en toutes proportions, le frittage se fait à une température entre 1420 C à 1480 C pendant une durée comprise entre un quart d'heure et une heure et demie.
Pour la préparation du mélange initial des poudres métalliques à comprimer et à agglomérer comme précité, l'expérience a montré qu'il est parfois intéressant de préparer un mélange des oxydes des métaux en poudre et de réduire la poudre d'oxydes à l'état métallique par chauffage dans l'hydrogène, le produit de la réduction étant broyé en poudre. Ce procédé facilite l'obtention d'un mélange intime des poudres métalliques, mais ceci est généralement inutile comme cela ressortira clairement de la description, donnée ci-après, d'un procédé de fabrication d'un alliage déterminé, cité à titre d'exemple.
L'alliage cité contient 90 % de tungstène, 7 % de nickel et 3% de fer en poids. Les trois métaux sont mélangés dans ces proportions, étant tous trois à l'état de fine poudre métallique, le mélange se fait partiellement dans un mélangeur à aubes, puis par broyage pendant 24 houres dans un broyeur à boulets en acier inoxydable dont les boulets son'. en carbure. La poudre broyée au broyeur à boulets est mélangée à une solution de paraffine dans du benzol, la proportion étant environ de 30 ml, de paraffine pour 1 kg. de poudre, et on évapore le benzol par agitation continue du mélange.
La poudre paraffinée est comprimée sous une pression de 5 tonnes par pouce carré (800 kgs. par cm2), et la masse compacte est placée dans un four à mouffle où elle est portée d'abord à 350 C-400 C pour déparaffiner, puis à 950 C dans une opération de pré-frittage, et. enfin à 1440 C-
<Desc/Clms Page number 4>
1460 C pendant un quart d'heure à une heure pour le frittage, toutes ces opérations de chauffage se faisant dans l'hydrogène ou dans une atmosphère inerte.
Le procédé décrit ci-dessus à titre d'exemple peut être modifié dans certains de ses détails pour fabriquer un alliage de la composition donnée oudes alliages de compositions différenteso Le broyage dans un broyeur à boulets pourra être plus court dans certains cas. Le paraffinage qui ne sert qu'à faciliter de façon classique la compression, peut être omis, si on le désire. La pression utilisée peut être augmentée, si on le désire. L'opération de pré-frittage peut être supprimée, La durée et la température du frittage peuvent varier suivant les alliages fabriqué:, comme précité. Enfin, la vitesse de refroidissement de l'alliage fritté peut varier suivant les propriétés mécaniques demandées, comme expliqué plus loin.
La plupart des alliages de l'invention, sauf ceux à teneur en chrome relativement élevée, se caractérisent par des allongements d'au moins 1 % et parfois beaucoup plus, même jusqu'à 20%. Cette augmentation d'allongement n'entraîne généralement pas une diminution de la résistance à la traction. Les alliages ont souvent aussi une meilleure ductilité et une résis tance à la traction plus consistante, par comparaison avec les anciens alliages lourds contenant des métaux comme le cuivre dans lequel le tungstène et le molybdène ne se dissolvent pas. En outre, les alliages de l'invention sont généralement facilement usinables et peuvent même être travaillés à froid.
Cette possibilité de travail à froid constitue un perfectionnement important p ar rapport aux anciens alliages lourds qui ne pouvaient être travaillés qu'au-dessus de 300 C, comme décrit dans le brevet anglais n 521.012.
Les propriétés mécaniques réelles de tout alliage déterminé conforme à l'invention,et spécialement l'allongement, dépendent de plusieurs facteurs,ainsi, ces propriétés varient avec la composition de l'alliage et avec certains détails de son procédé de fabrication.
En ce qui concerne l'effet des variations de composition sur les propriétés mécaniques, il faut noter d'abord que l'allongement augmente quand la proportion de tungstène et/ou de molybdène diminue. Si la proportion de tungstène et/ou de molybdène dépasse 96 % en poids, l'allongement est habituellement inférieur à 1 % et ce chiffre de 96 % peut être considéré comme la limite supérieure de la proportion de constituant principal dans la gamme préférée des compositions.
L'allongement diminue aussi quand on incorpore du. chrome dans l'alliage;, diminuant de plus en plus quand la proportion de chrome augmente; quand on désire incorporer du chrome pour augmenter la dureté de l'alliage, il y a un compromis entre la diminution d'allongement et l'augmentation de duretéo
Quant à l'effet des variations dans les conditions de fabricaticn, la température de frittage a relativement peu d'effet sur les propriétés mécaniques, pourvu qu'elle soit assez élevée pour que la phase liquide présente soit en équilibre avec la phase solideLa durée du frittage a plus d'effet, l'allongement augmentant sérieusement avec la durée.
La tension de déformation, qui est la tension appliquée dans un essai de traction de fagon à donner une déformation permanente sérieuse sous une charge constante, ne semble pas varier de façon régulière avec les variations de temps de frittage,mais la tension de rupture qui est la tension appliquée au point ma- ximum de la courbe tension-déformation, augmente généralement avec ladurée du frittage.
La densité d'un alliage conforme à l'invention augmente nettement avec la température de chauffage de la masse compacte, comme d'habitude en fabrication d'alliages denses, jusqu'à la température de frittage définie ci-dessus. Cependantg pourvu que la température soit suffisante pour entretenir une phase liquide en équilibre avec la phase solide, des variations de la température et de la durée du frittage entre un quart d'heure
<Desc/Clms Page number 5>
et une heure et demie, n'ont que relativement peu d'effet sur la densité qui, dans ces cas, se rapproche toujours fortement de la densité théorique.
La dimension des grains de tungstène et/ou de molybdène utilisés dans la fabrication de l'alliage influence aussi la densité.Le diamètre de ces grains est compris, de préférence, entre 1 et 3 microns. La température de chauffage de la masse compacte a, sur la densité d'un alliage composé de 90 % de tungstène,7 % de nickel et 3% de fer, les effets donnés au tableau suivant qui indique les densitésde l'alliage pour destempératures de chauffage allant de 10000C à 1500 C
TABLEAU I
EMI5.1
<tb>
<tb> Température <SEP> en <SEP> Densité <SEP> en <SEP> gramme <SEP> s <SEP>
<tb> degrés <SEP> centigrade <SEP> par <SEP> centimètre <SEP> cube
<tb> 1000 <SEP> 9 <SEP> ,67 <SEP>
<tb> 1200 <SEP> 11,72
<tb> 1300 <SEP> 13 <SEP> ,19 <SEP>
<tb> 1400 <SEP> 16,33
<tb> 1440 <SEP> 16,86
<tb> 1460 <SEP> 16 <SEP> ,86 <SEP>
<tb> 1500 <SEP> 16 <SEP> ,
90 <SEP>
<tb>
Les propriétés mécaniques des alliages, surtout l'allongement, sont considérablement influencées par la vitesse de refroidissement de la température de frittage à la température du local. Le refroidissement de l'alliage à la fin du frittage peut être réalisé, soit en transférant les alliages frittés dans une partie froide du four qui peut être pourvue d'une chemise d'eau de refroidissement, ou en laissant simplement les alliages en place dans le four de frittage. Le premier procédé est dénommé ici "refroidissement rapide" et le second "refroidissement lent".
L'expérience montre que tout alliage donné fritté à une température et pendant un temps donnés, a un allongement considérablement plus grand s'il est refroidi lentement que s'il est refroidi rapidement, surtout quand la durée du frittage est longue, une heure ou plus par exemple,
Les effets de la température et la durée du frittage, ainsi que de la vitesse de refroidissement sur la densité et les propriétés mécaniques de certains alliages de l'invention, sont indiqués aux tableaux 2 à 4 ci-après, la composition et la densité théoridque de chaque alliage étant donnés au début de chaque tableau.
Les échantillons d'essai dont les résultats sont donnés dans ces tableaux, sont des éprouvettes d'essai de traction longues de 0,447 pouce (11,3 mm) etayant un diamètre compris entre 0,1260 et 0,1265 pouce (3,20 à 3,21 mm), la superficie de la section transversale étant 1/80 pouce carré (8 mm 2). Ces tiges sont obtenues par usinage, en partant de barres rectangulaires des différents alliages frittés dans l'hydrogène pendant les périodes et aux températures indiquées aux tableaux, et refroidies par le procédé rapide ou lent, ce qui est aussi indiqué aux tableaux.
Gomme précité et comme indiqué aux tableaux 2 à 4, les alliages de l'invention peuvent être fabriqués de façon à avoir une densité très proche de la densité théoriqueo Ceci est le cas marne quand la proportion de tungstène et/ou de molybdène, suivant le cas, est très élevée, par exemple 96 % ou plus, l'obtention de ces densités élevées pouvant être facilitées par l'utilisation, comme constituant mineur, d'un ou plusieurs des métaux suivants: fer, nickel, cobalt et chrome.
<Desc/Clms Page number 6>
TABLEAU 2
EMI6.1
Composition de l'alliage-.
W = 90% Ni = 7% Fe = 3 0 % Densité théorique : 1 g15
EMI6.2
<tb>
<tb> Conditions <SEP> de <SEP> Densité <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Allonge- <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb>
EMI6.3
frittage gr/cm3 rupture déformation ment % refroidisse-
EMI6.4
<tb>
<tb> ment
<tb> Tempo <SEP> Durée <SEP> en <SEP> en <SEP> en <SEP> en
<tb> C <SEP> (min) <SEP> tonnes <SEP> Kgo <SEP> tonnes <SEP> Kgo
<tb> par <SEP> par <SEP> par <SEP> par
<tb>
EMI6.5
pouce mm2 pouce mn8 carré carré 1420 15 17 ,06 45 ,6 71 42 ,0 66 1,3z Rapide
EMI6.6
<tb>
<tb> 1420 <SEP> 30 <SEP> 17 <SEP> ,01 <SEP> 47 <SEP> ,6 <SEP> 74 <SEP> 42 <SEP> ,0 <SEP> 66 <SEP> 1,83 <SEP> "
<tb>
EMI6.7
1420 60 17,03 50 ,4 79 43,2 68 4,35 Il
EMI6.8
<tb>
<tb> 1430 <SEP> 15 <SEP> 17,04 <SEP> 44 <SEP> ,0 <SEP> 69 <SEP> 40,3 <SEP> 63 <SEP> 1,05 <SEP> "
<tb> 1430 <SEP> 30 <SEP> 17,
00 <SEP> 47,2 <SEP> 74 <SEP> 43,2 <SEP> 68 <SEP> 1,68 <SEP> "
<tb>
EMI6.9
1430 60 17,03 56 ,8 87 43 2 68 7ex Il
EMI6.10
<tb>
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17,04 <SEP> 47,2 <SEP> 74 <SEP> 44,0 <SEP> 69 <SEP> 1,5 <SEP> "
<tb>
EMI6.11
1440 30 17 ,05 48 ,o 75 42,4 66 3 ,18 Il
EMI6.12
<tb>
<tb> 1440 <SEP> 60 <SEP> 17,03 <SEP> 53 <SEP> ,6 <SEP> 84 <SEP> 41,6 <SEP> 65 <SEP> 7,0 <SEP> "
<tb> 1450 <SEP> 15 <SEP> 17,04 <SEP> 46,4 <SEP> 73 <SEP> 40,4 <SEP> 63 <SEP> 1,61 <SEP> "
<tb>
EMI6.13
1450 30 17,04 46,4 73 42 ,4 65 2 ,in "
EMI6.14
<tb>
<tb> 1450 <SEP> 60 <SEP> 17,05 <SEP> 44,8 <SEP> 70 <SEP> 40,4 <SEP> 63 <SEP> 1,70 <SEP> "
<tb>
EMI6.15
1460 15 1? ,o? 44 ,2 69 40 ,8 64 1,61 " 1460 30 17 ,09 49,2 77 43 ,2 68 2 ,17 Il 1460 60 17,03 55 ,z 86 44,4 69 ,5 7,5 Il 1420 15 17,06 z2 70,5 41,6 65 0,87 Lente 1420 30 17,01 52,0 81,5 41,6 65 4,
0 Il
EMI6.16
<tb>
<tb> 1420 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,03 <SEP> 59 <SEP> ,6 <SEP> 93 <SEP> 42 <SEP> ,8 <SEP> 67 <SEP> 16 <SEP> ,o <SEP> "
<tb>
EMI6.17
1430 15 17,02 52,0 81,5 z,8 60,5 4,? " 1430 30 17 ,04 70,4 110 52 ,8 82 ,5 lo ,4 "
EMI6.18
<tb>
<tb> 1430 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,05 <SEP> 60,8 <SEP> 95 <SEP> 43 <SEP> ,6 <SEP> 68 <SEP> 22 <SEP> ,2 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17 <SEP> ,03 <SEP> 50 <SEP> ,o <SEP> 78 <SEP> 44,0 <SEP> 69 <SEP> 3 <SEP> ,9 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 30 <SEP> 17 <SEP> ,03 <SEP> 55 <SEP> ,2 <SEP> 86 <SEP> 40 <SEP> ,0 <SEP> 62 <SEP> ,5 <SEP> 7,9 <SEP> "
<tb>
EMI6.19
1440 60 17,05 59,2 9 ,5 43 ,z 68 18,8 " 1460 15 17,08 56,0 z5 45,2 ?0 ,5 ? ,?5 " 1460 30 17 ,01 60 ,4 94,5 40,2 62 ,8 20,40 "
EMI6.20
<tb>
<tb> 1460 <SEP> 60 <SEP> 17,05 <SEP> 60,4 <SEP> 94,5 <SEP> 35,8 <SEP> 56 <SEP> 20,
90 <SEP> "
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
TABLEAU 8 Composition de l'alliageW = 93 % Ni = 4,9 % Fe = 2,1% Densité théorique17,75
EMI7.1
<tb>
<tb> Conditions <SEP> de <SEP> Densité <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Allonge- <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb> frittage <SEP> gr/cm3 <SEP> rupture <SEP> déformation <SEP> ment <SEP> refroidisseen <SEP> en <SEP> en <SEP> en <SEP> % <SEP> ment
<tb> Temp. <SEP> Durée <SEP> tonnes <SEP> Kg. <SEP> tonnes <SEP> Kg.
<tb>
C <SEP> (min) <SEP> par <SEP> mm2 <SEP> par <SEP> par
<tb> pouce <SEP> pouce <SEP> mm2
<tb> carré <SEP> carré
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17,58 <SEP> 43 <SEP> ,60 <SEP> 68 <SEP> 43,60 <SEP> 68 <SEP> 1,32 <SEP> Rapide
<tb> 1440 <SEP> 30 <SEP> 17,58 <SEP> 50 <SEP> ,64 <SEP> 79 <SEP> 44,80 <SEP> 70 <SEP> 2,02 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,60 <SEP> 51,52 <SEP> 80 <SEP> ,5 <SEP> 36,80 <SEP> 57 <SEP> ,5 <SEP> 3,52 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 15 <SEP> 17,60 <SEP> 50,08 <SEP> 78 <SEP> 44 <SEP> ,96 <SEP> 70 <SEP> ,2 <SEP> 1,81 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 30 <SEP> 17,53 <SEP> 47,60 <SEP> 74 <SEP> 43,76 <SEP> 68,2 <SEP> 2,39 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,56 <SEP> 40 <SEP> ,24 <SEP> 62 <SEP> ,5 <SEP> 38 <SEP> ,00 <SEP> 59 <SEP> ,3 <SEP> 1,95 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17 <SEP> ,17 <SEP> 28,72 <SEP> 44,8 <SEP> 27 <SEP> ,20 <SEP> 42 <SEP> ,5 <SEP> 0 <SEP> ,
74 <SEP> Lente
<tb> 1440 <SEP> 30 <SEP> 17 <SEP> ,57 <SEP> 48,00 <SEP> 75 <SEP> 40,48 <SEP> 63 <SEP> 2,41 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,63 <SEP> 50 <SEP> ,40 <SEP> 78,5 <SEP> 40,88 <SEP> 63,8 <SEP> 2,08 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 15 <SEP> 17 <SEP> ,60 <SEP> 50,00 <SEP> 78 <SEP> 46,40 <SEP> 72 <SEP> ,5 <SEP> 3 <SEP> ,39 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 30 <SEP> 17 <SEP> ,65 <SEP> 55,20 <SEP> 86 <SEP> 44,00 <SEP> 68,8 <SEP> 9 <SEP> ,0 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 60 <SEP> 17,58 <SEP> 57,60 <SEP> 90 <SEP> 43,36 <SEP> 67,5 <SEP> 17,5 <SEP> "
<tb>
TABLEAU 4 Composition de l'alliage.- W = 95 % Ni = 3,5% Fe = 1,
5 % Densité théorique 18 918
EMI7.2
<tb>
<tb> Conditions <SEP> Densité <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Allonge- <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb> de <SEP> frittage <SEP> gr/cm3 <SEP> rupture <SEP> déformation <SEP> ment <SEP> refroidisen <SEP> en <SEP> en <SEP> en <SEP> % <SEP> sèment
<tb> Temp. <SEP> Durée <SEP> tonnes <SEP> Kg. <SEP> tonnes <SEP> Kg.
<tb>
C <SEP> (min) <SEP> par <SEP> par <SEP> par <SEP> par
<tb> pouce <SEP> mm2 <SEP> pouce <SEP> mm2
<tb> carré <SEP> carré
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17,99 <SEP> 46,24 <SEP> 72,3 <SEP> 42 <SEP> ,80 <SEP> 66,8 <SEP> 1,90 <SEP> Rapide
<tb> 1440 <SEP> 30 <SEP> 17 <SEP> ,99 <SEP> 44,16 <SEP> 69 <SEP> 40 <SEP> ,00 <SEP> 62 <SEP> ,2 <SEP> o <SEP> ,94 <SEP> Il
<tb> 1440 <SEP> 60 <SEP> 18 <SEP> ,00 <SEP> 49 <SEP> ,68 <SEP> 77,8 <SEP> 44 <SEP> ,80 <SEP> 70 <SEP> 2 <SEP> ,26 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 60 <SEP> 17 <SEP> ,96 <SEP> 45,60 <SEP> 73 <SEP> 42,64 <SEP> 66,6 <SEP> 3,61 <SEP> "
<tb> 1440 <SEP> 15 <SEP> 17,99 <SEP> 52,72 <SEP> 82,5 <SEP> 47,12 <SEP> 73,5 <SEP> 2,52 <SEP> Lente
<tb> 1440 <SEP> 30 <SEP> 18,00 <SEP> 59,20 <SEP> 92,5 <SEP> 46,00 <SEP> 71,9 <SEP> Il,03
<tb> 1460 <SEP> 15 <SEP> 18 <SEP> ,00 <SEP> 52 <SEP> ,40 <SEP> 82 <SEP> 51,20 <SEP> 80 <SEP> 0 <SEP> ,
44 <SEP> "
<tb> 1460 <SEP> 30 <SEP> 18,05 <SEP> 53 <SEP> ,60 <SEP> 83,5 <SEP> 43 <SEP> ,92 <SEP> 68,7 <SEP> 3 <SEP> ,87 <SEP> "
<tb>
Les propriétés de travail à froid d'un alliage de l'invention seront décrites maintenant à titre d'exemple, L'alliage en question comprend 90 % de tungstène, 7 % de nickel et 3% de fer, etest fabriqué par un procédé semblable à celui décrit ci-dessus à titre d'exemple, Certains échantillons de cet alliage ont été produits sous la forme de plaques rectangulaires de 6 pouces x 1,5 pouce (150 mm x 38 mm) ayant une épaisseur finale de frittage d'un huitième de pouce (3,2 mm).
Ces plaques, dont certaines ont été refroidies lentement et d'autres rapidement après frittage peuvent toutes être laminées à froid de manière à produire des feuilles de 18-24 pouces x 2 - 2,5 pouces (46-58 cm x 5 - 6 cm) , ou de 6 pouces x 4-6 pouces (150 mm x 100 -150 mm), suivant que le laminage se fait dans
<Desc/Clms Page number 8>
le sans de la longueur ou de la largeur. Pendant le laminage, la dureté de l'alliage passe de 330 V.P@@.(Vickers Pyramid Number) à 520 V.P.N. Le laminage se fait en plusieurs passes, et on applique, après chaque passe, un revenu, en chauffant l'alliage à une température de 1440 C à 1460 C, chaque passe permettant une réduction de section transversale de 60 %.
Suivant d'autres essais de travail à froid d'un alliage de 90-% de tungstène, 7 % de nickel et 3% de fer, l'expérience montre qu'une barre de 0,325 pouce (8,2 mm) de large et de 0,137 pouce (3,5 mm) d'épais- seur peut etre cintrée entièrement autour d'une tige de 0,5 pouce (12,7 mm) de diamètre, etqu'une barre épaisse de 0,137 pouce (3,5 mm) peut etre amenée, par laminage à froid, à une épaisseur de 0,048 pouce (1,2 mm) sans aucune craquelure sur les bordso Cet alliage peut etre usiné facilement et a un beau fini.
Des essais de laminage à froid effectués sur une série 'd'allia- ges dont la proportion en tungstène varie de 75 % à 95%, montrent que tous les alliages à 90 % de tungstène ou moins se laissent facilement laminer avec une réduction de section transversale de 60 % par passe, tandis que l'alliage à 95 % de tungstène ne peut subir que 30 % de réduction, avec ap- parition de craquelures.
L'incorporation de chrome dans une série d'alliages tungstène- nickel-fer donne les effets représentés au tableau 5 suivant, d'ou il res- sort que la dureté de l'alliage augmente sérieusement avec l'augmentation de la proportion de chrome. On peut considérer que le chrome remplace en partie le tungstène dans l'alliage, le nickel et le fer restant constants dans toute la série d'alliages. Le tableau comprend un -alliage sans chro- me pour la comparaison avec les trois autres alliages qui contiennent des proportions croissantes de chrome.
Ces alliages ont été préparés en comprimant les poudres métal- liques mélangées sous une pression de cinq tonnes par pouce carré (800 kgs par cm2) et en frittant dans un four à une température de 1460 C à 1480 C pendant une heure, les quatre échantillons étant frittés simultanément dans le même four pour qu'il n'y ait pas de différences dans les conditions de frittage.
TABLEAU 5
EMI8.1
<tb>
<tb> Composition <SEP> Dureté <SEP> VPN
<tb> % <SEP> W <SEP> % <SEP> Or <SEP> $ <SEP> Ni <SEP> % <SEP> Fe <SEP>
<tb> 1 <SEP> 90 <SEP> 0 <SEP> 7 <SEP> 3 <SEP> 341
<tb> 2 <SEP> 85 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 3 <SEP> 376
<tb> 3 <SEP> 80 <SEP> 10 <SEP> 7 <SEP> 3 <SEP> 514
<tb> 4 <SEP> 75 <SEP> 15 <SEP> 7 <SEP> 3 <SEP> 715
<tb>
REVENDICATIONS.
1. - Alliage dense comprenant un constituant principal fait de tungstène et/ou molybdène et un constituant mineur comprenant un ou plusieurs des métaux fer, nickel, cobalt, chrome, la proportion du constituant principal étant d'au moins 75% du poids de l'alliage, et la proportion éventuelle de chrome ne dépassant pas 15% du poids de l'alliage.