BE550923A - - Google Patents
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
<Desc/Clms Page number 1> La présente invention se rapporte à un acier perfectionné faiblement allié et de résistance élevée, qui se distingue par sa résistance élevée et sa ténacité' en sections forgées refroidies à l'air d'une épaisseur allant jusque 38 mm environ. Il existe une demande considérable d'aciers faiblement alliés ayant une limite élastique relativement élevée à l'état laminé à chaud. On dispose de divers aciers ayant la limite élasti- que désirée de 3.500 kg/cm , en sections allant jusqu'à environ 12,7 ou même 19 mm, environ d'épaisseur. Toutefois le fait que la limite élastique diminue considérablement quand l'épaisseur de la section dépasse 12,7 mm cause de sérieuses difficultés dans la mise au point d'édifices exigeant des pièces de moins de 12,7 mm d'épaisseur associées à d'autres pièces dépassant cette épaisseur. <Desc/Clms Page number 2> Ainsi les efforts unitaires admissibles utilisés dans les calule des pièces minces de l'édifice (12,7 mm ou moins) sont différents de ceux des pièces plus épaisses de cet édifice, c'est-à-dire au-dessus de 12,7 mm. De plus, pour ce qui concerne les pièces manu- facturées qui comprennent des sections à la fois plus épaisses et moins épaisses que 12,7 mm environ, on ne peut bénéficier complè- tement des avantages de la limite élastique des sections minces (3.500 kg/cm2 minimum) en raison de ce qu'on doit se servir de la limite élastique des sections plus épaisses pour calculer l'effort unitaire admissible de la pièce. Dans de nombreuses constructions, ce facteur est d'une telle importance que les usagers des aciers faiblement alliés à haute résistance actuels sont souvent incapables de rendre compte des avantages possibles d'économie et de réduction de poids offerts par ces aciers. Ainsi,, indépendamment de l'intérêt d'une limite élastique minimum de 3.500 kg/cm2 en sections allant jusqu'à 38 mm environ d'épaisseur, il est très désirable que la limite élastique de ces sections ne soit pas sensiblement inférieur à celle des sections plus minces de 12,7 mm ou environ. Outre l'intérêt que présente une limite élastique mini- mum de la valeur ci-dessus, l'acier doit posséder de bonnes carac- téristiques de ténacité. En sections de 12,7 mm, il doit avoir une température de transition de ductilité inférieure à -45 5C environ et en sections de 38 mm environ inférieure à environ -18 C. L'acier doit également avoir une plus grande résistance à la corrosion par l'atmosphère que l'acier de construction au carbone, une ducti- lité suffisante pour permettre un formage modéré à froid, une absence de fragilité contractée au cours du vieillissement et une bonne soudabilité. En outre cette combinaison de qualités doit être obtenue avec le minimum possible d'éléments d'alliages et sans avoir recours à des éléments aussi critiques que le nickel, le co- balt, le colombium, le tantale et le tungstène. La présente invention se propose par conséquent de four- nir un acier possédant la combinaison ci-dessus décrite de qualités souhaitables. <Desc/Clms Page number 3> La demanderesse a découvert qu'un acier contenant des quantités critiques de fer, de carbone, demanganèse, de cuivre, de chrome, de vanadium et de silicium pour assurer sa transformation en une structure ferritique et perlitique fine par refroidissement à l'air en sections allant jusqu'à 38 mm d'épaisseur fournit cette association de qualités. En outre, il y a relativement peu de différences dans les propriétés de traction de l'acier après lami- nage à chaud en sections d'environ 12,7 mm d'épaisseur et lorsqu'il est laminé à chaud en sections plus épaisses d'environ 38 mm. Il a été découvert que l'on peut obtenir les propriétés précédentes dans les gammes de compositions suivantes à la condition que les proportions en soient équilibrées de manière qu'il ne se forme pas de martensite quand l'acier est refroidi à l'air après laminage à chaud en sections de 12,7 mm et qu'on obtienne.une microstructure formée de ferrite et de perlite fine. EMI3.1 <tb> Carbone <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> 0,25 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Manganèse <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 1,50 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 1,00 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Chrome <SEP> 0,30 <SEP> à <SEP> 1,00 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Cuivre <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 0,50 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Vanadium <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> à <SEP> 0,10 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Aluminium' <SEP> soluble <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> dans <SEP> les <SEP> acides <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 0,10 <tb> la somme du carbone et du vanadium étant inférieure à 0,28, le reste étant constitué de fer et d'autres éléments dans des proportions n'affectant pas de manière nuisible les propriétés. L'acier doit contenir de préférence : EMI3.2 <tb> Carbone <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,19 <tb> Manganèse <SEP> 1,00 <SEP> à <SEP> 1,30 <tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,25 <tb> Chrome <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60 <tb> Cuivre <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 0,40 <tb> Vanadium <SEP> 0,02 <SEP> à <SEP> 0,07 <tb> Aluminium <SEP> soluble <tb> dans <SEP> les <SEP> acides <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 0,06 <tb> le reste étant constitué de fer et d'autres éléments en quantités ne nuisant pas aux propriétés. Une composition type est la suivante: <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 <tb> Carbone <SEP> C <SEP> 14 <tb> <tb> <tb> <tb> Phosphore <SEP> 0,015 <tb> <tb> <tb> <tb> Manganèse <SEP> 1,26 <tb> <tb> <tb> <tb> Soufre <SEP> 0,022 <tb> <tb> <tb> <tb> Silicium <SEP> 0,20 <tb> <tb> <tb> <tb> Chrome <SEP> 0,55 <tb> <tb> <tb> <tb> Cuivre <SEP> 0,32 <tb> <tb> <tb> <tb> Vanadium <SEP> 0,05 <tb> <tb> <tb> Aluminium <SEP> soluble <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> dans <SEP> les <SEP> acides <SEP> OeO36 <tb> le reste étant constitué de fer et d'impuretés résiduelles. Un acier de cette composition possède une limite élasti- que dépassant 3.500 kg/cm, en sections de 12,7 à 38 mm après laminage à chaud sans manifester de variations importantes quelcon- ques de la limite élastique d'une de ces sections à l'autre, comme le montrent les tableaux I et II qui suivent. Il possède également de bonnes qualités de ténacité, sa température de transition Charpy étant inférieure à -18 en sections de 38 mm et inférieure à -45 5C en sections de 12,7 mm. Les propriétés de soudage sont égale- ment très bonnes, comme le. montre l'essai du type Kinzel de courbure lente avec entaille effectuée sur des échantillons soudés des aciers 3 et 5. TABLEAU I EMI4.2 <tb> Acier <SEP> C <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Si <SEP> Cr <SEP> Cu <SEP> V <SEP> Aluminium <tb> <tb> <tb> sol. <SEP> acides <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 1 <SEP> 0,20 <SEP> 1,19 <SEP> 0012 <SEP> 0,022 <SEP> 0,21 <SEP> 1,00 <SEP> 0,29 <SEP> - <SEP> 0,053 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 2 <SEP> 0,19 <SEP> 1,16 <SEP> 0,030 <SEP> OeO2O <SEP> 0,21 <SEP> 0,50 <SEP> 0,28 <SEP> 0,035 <SEP> 0,036 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 3 <SEP> 0,14 <SEP> 1,25 <SEP> 0,014 <SEP> 0,020 <SEP> 0,19 <SEP> 0,57 <SEP> 0,33 <SEP> 0,05 <SEP> 0,040 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 4 <SEP> 0,20 <SEP> 1,18 <SEP> 0,016 <SEP> 0,023 <SEP> 0,21 <SEP> 0,55 <SEP> 0,34 <SEP> 0,08 <SEP> 0,043 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 5 <SEP> 0,16 <SEP> le20 <SEP> 0,028 <SEP> 0,030 <SEP> 0,70 <SEP> 0,59 <SEP> 0,33 <SEP> - <SEP> 0, 060 <tb> <Desc/Clms Page number 5> TABLEAU II EMI5.1 <tb> Acier <SEP> Epaisseur <SEP> Limite <SEP> Température <SEP> de <SEP> tran- <SEP> Temp. <SEP> trans.contrac- <tb> <tb> <tb> de <SEP> la <SEP> pla- <SEP> élastique <SEP> sition <SEP> de <SEP> ductilité, <SEP> tion <SEP> Kinzel <SEP> à <SEP> 1% <tb> <tb> <tb> que <SEP> en <SEP> mm. <SEP> kg/cm2 <SEP> trou <SEP> de <SEP> clef <SEP> Charpy <SEP> latérale, <SEP> C <tb> <tb> <tb> C <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 1 <SEP> 19 <SEP> 3.940 <SEP> - <SEP> 93 <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 38 <SEP> 3.420 <SEP> - <SEP> 53 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 2 <SEP> 19 <SEP> 3.680 <SEP> - <SEP> 77 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 38 <SEP> 3.790 <SEP> - <SEP> 50 5 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 3 <SEP> 12,7 <SEP> 4.220 <SEP> - <SEP> 63 <SEP> - <SEP> 9 4 <SEP> <tb> EMI5.2 25,1 4.210 - 43 + 1 1 EMI5.3 <tb> 38 <SEP> 4.160 <SEP> 33 <SEP> - <SEP> 17 <SEP> <tb> <tb> 4 <SEP> 12,7 <SEP> 5.180 <SEP> 41 <tb> <tb> 25,4 <SEP> 4.960 <SEP> - <SEP> 4 <tb> 38 <SEP> 4.900 <SEP> - <SEP> 1 <tb> EMI5.4 5 12, 7 4.240 - 45 + 3 9 EMI5.5 <tb> 25,4 <SEP> 3. <SEP> 990 <SEP> - <SEP> 29 5 <SEP> + <SEP> 24 6 <tb> EMI5.6 38 3.70 - 2$ + 1. 7 Bien que l'on ait représenté divers modes particuliers de mise en oeuvre de l'invention, il est bien entendu que ces modes de mise en oeuvre sont purement illustratifs et descriptifs et sont susceptibles de variantes sans qu'on s'écarte pour autant du cadre et de l'esprit de l'invention.
Claims (1)
- RESUME.'L'invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, un acier faiblement allié de résistance élevée remarquable notamment par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou en combinaisons : a) - il est caractérisé à l'état laminé à chaud par une limite-élastique supérieure à 3.500 kg/cm2 en sections de 12,7 à 38 mm sans variations importantes dans cette gamme d'épaisseur, une température de transition Charpy inférieure à environ -45 5 C.sous une épaisseur de 12,7 mm et inférieure à -18 C sous une épais- seur de 38 mm, et par l'absence de nickel, de cobalt, de colombium, de tantale et de tungstène, ledit acier contenant <Desc/Clms Page number 6> 0,05 à 0,25 de carbone 0,50 à 1,50 de manganèse 0,10 à 1,00 de silicium 0,30 à 1,00 de chrome 0,15 à 0,50 de cuivre- 0,02 à 0,10 de vanadium 0,01 à 0,10 d'aluminium soluble dans les acides le total du carbone et du vanadium étant inférieur à 0,28%, le reste étant du fer et d'autres éléments en quantité n'affectant pas les propriétés, lesdits éléments étant en proportions telles que l'on obtienne une microstructure de ferrite et de perlite fine après refroidissementà l'air à partir des températures de laminage à chaud.b) ledit acier contient notamment : 0,10 à 0,19 de carbone 1,00 à 1,30 de manganèse 0,10 à 0,25 de silicium 0,40 à 0,60 de chrome 0,15 à 0,40 de cuivre 0,02 à 0,07 de vanadium 0,01 à 0,6 d'aluminium soluble dans les acides le reste étant du fer et d'autres éléments en quantité n'affectant pas les propriétés de l'acier.
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