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La présente invention se rapporte à une nouvelle composi- tion ainsi qu'à des éléments et revêtements qui en sont faits. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un matériau très résis- tant à l'oxydation, résistant à la corrosion et très résistant au choc aux températures élevées.
L'apparition des avions à réaction, des fusées, et de 1' énergie nucléaire a attiré Inattention sur les matériaux de cons- truction travaillant à des températures élevées. Le progrès continu de ces technologies requiert la mise au point de nouveaux matériaux travaillant à ces températures élevées, étant donné que la limite virtuelle des températures des matériaux actuels a été atteinte.
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Malheureusement,le nombre de métaux, métal@cides et céramiques ré- pondant aux conditions sévères de ces applications est très réduit.
Parmi les matériaux les plus intéressants, figurent les métaux ré- fractaires ou des alliages à haute teneur en tungstène, molybdène, tantale et niobium. Sans exception, toutefois, ils s'oxydent rapi- dement à une température sensiblement inférieure aux températures de service requises, à savoir 871 C et davantage.
Le molybdène présenteun intérêt particulier, parce qu'il peut être façonné en formes intéressantes possédant d'excellentes propriétés aux hautes températures. Son oxydation très rapide dans l'air ou dans les gaz de combustion au-dessus de 648 C interdit de l'utiliser dans ces conditions. Au voisinage de cette température, l'oxydation s'entretient d'elle-même, avec dégagement de l'oxyde volatil, Mo03. Le métal se consume donc rapidement.
En outre, on se heurte à des problèmes semblables qui imposent l'utilisation de revêtement protecteurs pour le carbone, le tungstène, le tantale, le niobium et d'autres matériaux réfrac- taires. On exposera ci-après, à titre d'illustration, le problème spécifique que soulève le molybdène et ses alliages.
On a fait beaucoup d'efforts dans l'étude de la protec- tion du molybdène. De nombreuses compositions et de nombreux pro- cédés de revêtement ont été utilisés. Ceci vaut plus particulière- ment pour l'aviation, où la nécessité pour les aubages des turbines de travailler à des températures de l'ordre de 1090 C, sert à illus trer la nature du problème. Dans ce cas, le revêtement doit résis- ter à l'oxydation dans les gaz de combustion. Le revêtement doit être absolument exempt de défauts ou être susceptible d'auto- obturation avant que se produise l'oxydation destructive. Il doit résister à la tension induite par les gradients thermiques et offrir une résistance élevée au choc thermique, étant donné que les tempé- ratures peuvent varier, de 530 C en quelques secondes.
Il doit résis- ter à des tensions sévères de fatigue et posséder une ductilité suf- fisante pour s'allonger de 1 à 2% sans qu'il y ait rupture. Il doit
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résister au choc mécanique et spécialement à l'impact de particules étrangères entraînées dans le courant gazeux. Il doit également ré- sister à l'action corrosive et érosive du courant gazeux.
Les aubages et ailettages des turbines imposent les condi. tions les plus sévères. D'autres éléments de turbo-réacteurs, de turbo-propulseurs et de stato-réacteurs, par exemple les tubes à flamme, les revêtements des tuyères d'échappement, la chambre de combustion et les tuyères d'échappement de stato-réacteurs, posent. des problèmes qui ne sont pas aussi ardus.
On a essayé de nombreuses compositions comme matériaux de revêtement du molybdène et d'alliages à base de molybdène, tels que des revêtements de disiliciure de molybdène, des revêtements du type céramique, des émaux, des revêtements de chrome, et des allia- ges de nickel-chrome, d'aluminium-nickel-silicium., de nickel-bore, pour ne citer que les plus connus. Le disiliciure de molybdène et l'oxyde de zirconium-zirconate de calcium ont une bonne résistance à l'oxydation, mais sont sujets à des ruptures dues au choc mécani- que -Ils sont fragiles et nécessitent de hautes températures, et ils doivent être appliqués sur la base à hautes températures.
Si une com- position nécessite une température d'application au-dessus de 1090 pour la fixer sur la base de molybdène, la température élevée est très susceptible de provoquer la recristallisation et la croissance du grain du molybdène, qui le rendent très fragile et inapproprié à beaucoup des applications mentionnées plus haut. D'autres de ces matériaux de revêtement, tels que le nickel-bore, fondent à une tem- pérature trop basse.
En général, les revêtements relativement ductiles et tena- ces ne sont pas suffisamment résistants à l'oxydation ou ont des points de fusion peu élevés, tandis que ceux dont la résistance à l'oxydation est satisfaisante ne possèdent pas les propriétés d'au- to-obturation à des températures suffisamment basses et/ou sont trop fragiles et sensibles au choc. Une des causes les plus couran- tes des défaillances apparaît quand le revêtement présente des dé-
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fauts en trous d'épingle et des criques à la su@@te des tensions ther- miques, de l'allongement et de l'impact de particules. Beaucoup de ces défaillances pourraient être évitées si le revêtement était susceptible de combler ou obturer automatiquement les défauts avant l'oxydation destructive de la base.
Il est à remarquer que plusieurs des revêtements, notamment le disiliciure de molybdène, possèdent cette propriété d'auto-obturation mais pas à une tempéra- ture suffisamment basse. Par exemple, le MoSi2 n'assure pas effi- cacement cette obturation au-dessous de 1200 - 1350 C. Il est évi-' dent qu'un tel revêtement ne serait pas approprié au-dessous de cette température s'il se produisait de petits défauts. Il est donc clair qu'un revêtement susceptible d'auto-obturation à une tempéra- ture relativement peu élevée (920 - 980 C) présenterait de grands avantages et serait désirable.
Cela étant, un but de la présente invention est de procu- rer une nouvelle composition qui protège efficacement le molybdène et d'autres matériaux semblables contre l'oxydation à hautes tempé- ratures.
Un autre but est de procurer une composition protégeant efficacement le molybdène et les alliages à base de molybdène par la formation d'une couche superficielle auto-obturante dans le cas où de légères imperfections ou de petits défauts apparaissent dans le revêtement.
Un autre but est de procurer une composition qui puisse être appliquée sur des éléments à des températures et dans des con- ditions qui ne provoquent pas la recristallisation et la croissance du grain entraînant la fragilité du matériau de base à revêtir.
Un autre but encore de la présente invention est de pro- curer une composition susceptible d'être utilisée pour façonner des objets frittés et coulés qui possèdent une résistance élevée à 1' oxydation et d'autres caractéristiques désirables aux températures élevées, par exemple une meilleure résistance au choc thermique.
La présente invention procure un mélange qui comprend en- tre 10 et 40 atomes % d'au moins un des métaux suivants: molybdène,
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tungstène, tantale, niobium et vanadium; entre 20 et 65 atomes % de silicium; entre 2 et 16 atomes % d'au moins un des métaux sui- vants : chrome, titane et zirconium ; 2 et 25 atomes % de bore; et entre 3 et 30 atomes % d'aluminium. Le reste de la composition consiste en oxygène ou en impuretés mineures telles que le carbone.
On a découvert que le bore constitutif et le constituant du second groupe de métaux (chrome, titane ou zirconium) peuvent se présenter dans la composition de l'invention sous la forme d'un borure métallique, d'un mélange de borures métalliques ou d'un mé- lange de métaux et de bore élémentaires.
Une composition très appropriée est obtenue à partir de 40% en poids de molybdène, de 40% en poids de silicium, de 10% en poids de borure de chrome, qui peut être représenté par CrB, et de 10% en poids d'aluminium. En pourcentages atomiques, cette composition est la suivante: 18,3% de Mo, 62,3% de Si, 3,2% de Cr2B3 et 16,3% de Al. Cette composition peut être obtenue sous la forme d'un mélange de poudres ou, de préférence, sous la forme d'une pou- dre pré-alliée. L'alliage assure une plus grande uniformité quand il est utilisé à des fins de revêtement.
La composition optimum de matériaux bruts paraît être celle indiquée plus ha.ut, à savoir 18,3% de Mo, 62,3% de Si, 3,2% de Cr2B3, 16,3% de A1, en pourcentages ato miques, bien que des revêtements protecteurs puissent être préparés à partir de compositions dans les gammes de 30 - 65% de Si, 10 - 35% de Mo, 4 - 41% de Cr + B, 5 - 30% de Al.
En faisant varier la composition, il est possible d'obte- nir des matériaux ou des revêtements dont le point de fusion est plus élevé ou qui sont plus résistants à l'oxydation, mais générale- ment aux dépens de quelque autre propriété, telle que l'auto- obturation ou la résistance au choc thermique.
Il peut être désira- ble d'utiliser une composition différant de la composition, en pour-cent en poids 40-40-10-10, suivant l'application. Par exeinple, quand la résistance à l'oxydation à 1400 C doit être plus grande, la quantité de silicium peut être portée à 45%, la quantité de mo-
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lybdène ou d'un autre métal du groupe, à 45% et les proportions de Cr2B3, ou d'un autre borure, et d'aluminium peuvent être réduites chacune .à 5%.
La nouvelle composition de la présente invention peut êtr utilisée pour former des éléments coulés ou frittés ou comme revê- tements protecteurs du molybdène et d'alliages à base de molybdène et d'autres matériaux réfractaires semblables.
On a constaté que des éléments façonnés coulés ou frittés conformément à la présente invention, possèdent une résistance élevée à l'oxydation et une grande résistance mécanique aux tempé- ratures élevées quand leur composition tombe dans les gammes suivan- tes: entre 10 et 35 atomes % d'au.moins un des métaux suivants : mo- lybdène, tungstène, tantale, niobium et vanadium; entre 30 et 65 atomes % de silicium; entre 2 et 16 atomes % d'au moins un des mé- taux suivants: chrome, titane, et zirconium; entre 2 et 25 atomes % de bore; et entre 5 et 30 atomes % d'aluminium.
Dans un exemple de l'utilisation de cette composition pour le façonnage d'un élément fritté., une partie d'un mélange consistant en 40% en poids de molybdène, 40% en poids de silicium, 10% en poids de borure de chrome et 10% en poids d'aluminium est introduite dans une matrice de carbone et pressée à chaud sous 140- 210 kg/cm2 et à 15000C pendant 15 minutes. L'élément obtenu est un disque de 1,27 cm et d'un diamètre d'environ 3,8 cm. Le produit se compose de 18,3 atomes % de molybdène, 48,4 atomes % de silicium, 5,8 atomes % de chrome, 8,2 atomes % de bore et 10,5 atomes % d' aluminium. On découpe ensuite cette masse de façon à obtenir plu- sieurs éprouvettes d'une longueur d'environ 2,54 cm, d'une hauteur d'environ 0,508 cm et d'une épaisseur d'environ 0,381 cm.
Ces éprou vettes sont disposées sur des barres espacées de 1,6 cm et une pression est exercée entre ces supports de façon à. plier les éprou- vettes. Le module de flexion moyen de rupture obtenu de cette façon est de 3215,3 kg/cm2 pour l'élément pressé à chaud de la composition 40-40-10-la, Ces éprouvettes ont, d'autre part, une dureté superfi-
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cielle moyenne de 1000 VPN sur l'échelle Vickers. Le poids spécifi- que relativement bas du produit (4,9 g/cm3) associé à son module de rupture relativement élevé, le rendent utile pour des applica- tions de construction aérienne où le rapport résistance mécanique/ poids spécifique joue un rôle important.
On a constaté que des revêtements conformes à la présente invention possédera, une résistance élevée à l'oxydation, une grande résistance mécanique et des caractéristiques importantes d'auto- obturation aux températures élevées, quand leur composition tombe dans les gammes suivantes : entre 10 et 40 atomes % d'au moins un des métaux suivants : molybdène., tungstène, tantale, niobium et vanadium., entre 20 et 40 atomes % de silicium; entre 2 et 15 atomes % d'au moins un des métaux suivants: chrome, titane et zirconium; entre 4 et 18 atomes % de bore, et entre 3 et 17 atomes % d'aluminium.
La composition de la présente invention a été utilisée comme revêtement de molybdène, d'alliages à base de molybdène et d'autres matériaux réfractaires semblables par le procédé de revête- ment par détonation décrit dans le brevet américain n 2.714.563.
Dans ce procédé, la composition pulvérisée qu'on désire appliquer est mise en suspension dans une masse d'un gaz détonant dans un tam- bour allongé susceptible de résiter à la détonation, et par inflamma- tion de la masse du gaz détonant, la poudre en suspension est éjec- tée du tambour sous l'impulsion de la détonation et projetée sur la surface de l'élément à revêtir.
On peut obtenir des revêtements en appliquant la composi- tion conforme à l'invention par d'autres procédés connus de pisto- lage à la flamme, tels que le procédé Wall-Colmonoy.
Dans ce procédé de revêtement, on utilise un pistolet à flamme oxy-acétylénique comme source thermique. Le mélange combus- tible-gaz est réglé de façon à fournir une flamme pratiquement chi, miquement neutre. Une poudre d'une composition de 40% en poids de Mo, de 40% en poids de .Si, de 10% en poids de Cr2B3 et de 10% en boids de Al est aspirée dans la zone de la flamme du pistolet au
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moyen d'un courant d'argon traversant un distributeur de poudre. La sortie du pistolet est maintenue à une distance d'environ 15,24 cm d'une pièce en molybdène métallique d'un diamètre de 0,635 cm et d' une longueur de 7,62 cm.
La pièce est soumise à une rotation et on fait passer le pistolet le long de l'axe de la pièce de façon à y appliquer un revêtement d'une épaisseur de 0,02 cm. Le revêtement obtenu par ce procédé, est de façon caractéristique, poreux et un nouveau traitement thermique est nécessaire pour obtenir un revê- tement satisfaisant. Dans cet exemple, la pièce de molybdène revê- tue est placée dans un four et chauffée à 1100 C pendant 3 heures dans une atmosphère d'hydrogène. Le revêtement résultant protège l molybdène métallique contre l'oxydation à 11000C pendant un essai d'oxydation statique de 1000 heures.
En outre, on peut, pour obte- nir des revêtements à partir de la nouvelle composition de l'inven- tion, appliquer par trempage, peinture ou pistolage sur l'élément réfractaire un magma de l'alliage ou du mélange pulvérulent en suspension, et soumettre ensuite la pièce à un traitement thermique dans une atmosphère inerte ou réductrice.
Un autre procédé encore consiste à dissoudre ou à allier les constituants dans un excès d'un métal fondu à bas point de fu- sion, tel que le cuivre ou l'aluminium, et à tremper l'élément à revêtir dans cette masse en fusion.
On a découvert que le procédé de détonation pour appliquer la nouvelle composition de l'invention comme revêtement d'éléments offre de nombreux avantages, en particulier dans le cas d'éléments en molybdène et en matériaux à base de molybdène.
Dans un exemple de la formation d'une telle composition et de son utilisation comme revêtement, des poudres de molybdène, de silicium, de borure de chrome et d'aluminium de dimensions particu- laires qui leur permettent de traverser un crible Tyler de 100 ,à 325 mailles (0,147 mm-et 0,043 mm respectivement),sont mélangées dans un mélangeur du type à cône pendant 1 heure. Le mélange qui comprend 40% en poids de molybdène, 40% de silicium, 10% de Cr2B3 et 10% d'aluminium est ensuite humidifié au moyen de toluène et
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et comprimé dans une matrice en acier.
Les masses compactes brutes sont placées dans un creuset en graphite, séchées jusqu'au lende- main à 127 C sous vide ou dans une atmosphère inerte, et cuites 'dans un mélange d'hydrogène-argon pendant 1 heure à 1500 C. On réduit 1' agglomérat fritté allié à l'aide d'un broyeur à mâchoires et d'un "micro-pulvérisateur", ou d'un broyeur à marteaux à grande vitesse, en une poudre dont les dimensions particulaires correspondent à un crible de 170 mailles (0,088 mm). La poudre est introduite dans le pistolet à détonation et cuite avec un rapport oxy-carbone de 1,0.
On utilise une distance de travail de 3,81 cm et un débit d'alimen tation en poudre d'environ 23 g/minute. La surface de l'éprouvette à revêtir est sablée à l'aide d'une poudre d'alumine d'une granulo- métrie de 120. Au cours de l'opération de revêtement, l'éprouvette est mise en rotation et/ou est parcourue par le jet.
On a constaté que la poudre subit une modification de com, position quand elle passe par le pistolet à détonation. Ainsi, les particules de poudre peuvent atteindre des températures de 3.6000C. état dans lequel, il se produit par volatilisation, une certaine perte de plusieurs des éléments, spécialement du silicium. Les pro- portions des gaz combustibles doivent être telles qu'il règne des @ conditions de cémentation. Cela conduit également à une certaine - absorption de carbone allié par les revêtements.
Une analyse chimique typique d'une poudre alliée de départ de 40% de Si, 40% de Mo, 10% de Cr3B2, 10% de Al donne les résultats suivants pour la composition de revêtement (pourcentages en poids): % Si 26,3 ¯ 0,3 % Al 4,3 ¯ 0,5 % Cr 7,9 + 0,2 % Mo 47,4 ¯ 0,3 % B 1,5 0,2 % Fe 2,0 spectrographe % Cu,Ni,Ti 1,0 % 0 + C Par différence (estimation)
Le tableau suivant indique les propriétés typiques de bar- reaux'd'essai retreints en molybdène d'un diamètre de 0,635 cm et d'une longueur de 76,2 mm, revêtus d'une composition pulvérulente
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de 40% Moe 40% Si 10 ô de CrB 10% G'dlvmtn{um (pour-cent en poids).
TABLEAU I.
Propriétés de revêtements de 40% Mo, 40% Si, 10% Cr2B3, 10% Al.
Résistance à l'oxydation dans l'air:
1000 C plus de 1000 heures
1200 C plus de 500 heures
1315 C 500 heures 1427 C 50 heures Résistance au choc thermique (refroidissement brusque dans l'eau froide depuis une température de 1000 C)
Résistent à au moins 25 cycles
Dureté du revêtement:
Rockwell A = 84 - 85 Vickers P.N. 1150
Auto-obturation:.
Auto-obturation de petites criques et de petits défauts à une température de 920 C seulement.
Résistance au choc balistique:
Carabine à air Benjamin - Morceau de 4,369 mm
Les revêtements cèdent à 4114 cm/seconde à 10000C
Le revêtement reste intact à la température ordinaire
Essais de rupture aux tensions.
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Température <SEP> ( C) <SEP> Heures <SEP> Tension <SEP> Allongement
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¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ k cm2 ---(%)
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<tb> 1600 <SEP> 670 <SEP> 1400 <SEP> 0,98
<tb>
<tb>
<tb> 1800 <SEP> 307 <SEP> 420 <SEP> 2,00 <SEP> (approxima-
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<tb>
<tb> tivement)
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Un -allongement d'environ 1 - 2% est considéré nécessaire pour des applications telles que les ailettes de turbines.
Le tableau II ci-après indique la composition de revête- ments obtenus au cours de plusieurs expériences, tant par le procé- dé de revêtement par détonation que par le procédé Wall-Colmonoy, en utilisant des compositions spécifiques de poudres de revêtement de départ.
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TABLEAU II.
Composition de revêtements.
Revêtements appliqués à la flamme détonation .
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Opé- <SEP> Comp. <SEP> nominale <SEP> de
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<tb> ra- <SEP> départ <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> Analyse <SEP> (% <SEP> en <SEP> poids)
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<tb> n <SEP> Mo <SEP> Si <SEP> Cr2B3 <SEP> Al <SEP> Mo <SEP> Si <SEP> Cr <SEP> B <SEP> Al <SEP> C
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<tb> 1 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 50,3 <SEP> 22,5 <SEP> 7,74 <SEP> 2,33 <SEP> -
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<tb>
<tb> 2 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 47,4 <SEP> 26,3 <SEP> 7,9 <SEP> 1,5 <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> -
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 51,9 <SEP> 22,2 <SEP> 7,6 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 43,7 <SEP> 23,1 <SEP> 8,5 <SEP> 1,8 <SEP> 5,0 <SEP> 3,
32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 46,2 <SEP> 24,0 <SEP> 8,84 <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,76
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 45,1 <SEP> 24,4 <SEP> 7,2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,97
<tb>
EMI11.2
7 40 40 10 10 44, 9 27,1 7, s z, 5 z8 3,07 8 30 50 10 10 43,7 22,9 s,25 2,4 5,5 4,3
EMI11.3
<tb> 9 <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 38,7 <SEP> 30,5 <SEP> 8,7 <SEP> 3,1 <SEP> ' <SEP> 7,8 <SEP> 2,26
<tb> 10 <SEP> 42,5 <SEP> 42,5 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 52,2 <SEP> 21,5 <SEP> 4,6 <SEP> 2,0 <SEP> 5el <SEP> -
<tb>
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Il 45 35 ' 10 10 39,8 22eO 7,g5 6,0 5,3 3,0'i
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<tb> 12 <SEP> 50 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 15 <SEP> 43,3 <SEP> 15,35 <SEP> 18,5 <SEP> 4,5 <SEP> Il,3 <SEP> -
<tb>
<tb> 13 <SEP> 55 <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 59,7 <SEP> 20,7 <SEP> 6,46 <SEP> 1,6 <SEP> 2,
6 <SEP> 2,18
<tb> 14 <SEP> 55 <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 54,0 <SEP> 22,3 <SEP> 7,18 <SEP> 2,7 <SEP> 4,0 <SEP> 0,87
<tb>
EMI11.6
15 50 -30 10 10 46/3 21,1 6,' 1, 7 6, 9 0, 02
EMI11.7
<tb> 16 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 66,3 <SEP> 15,5 <SEP> 8,5 <SEP> 2,9 <SEP> 2,5 <SEP> 1,55
<tb> 17 <SEP> 60 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 71,4 <SEP> 12,9 <SEP> 5,8 <SEP> 1,9 <SEP> 3,2 <SEP> 1,20
<tb>
EMI11.8
18 - 60 20 10 10 C3,2 13,0 7,2 2,1 5,L,. 0,05
EMI11.9
<tb> 19 <SEP> 35 <SEP> 35 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 49,4 <SEP> 2le2 <SEP> 7,5 <SEP> 1,9 <SEP> 9,7 <SEP> 0,12
<tb>
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Hevêtements par le procédé Wall-Coilaonoy.
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<tb> 1 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 37,5 <SEP> 28,2 <SEP> 8,5 <SEP> 2 <SEP> 5-
<tb> 2 <SEP> 55 <SEP> 27 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 57,0 <SEP> 14,8 <SEP> 9,8 <SEP> 2,2 <SEP> 5-
<tb>
Les exemples suivants illustrent l'intérêt de revêtements contenant du borure de zirconium, du borure de titane, et du tungstè. ne au lieu du borure de chrome et du molybdène utilisés pour les revêtements repris dans le tableau II.
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B.i.l.'LB I . -
Un mélange de 375% en poids de Mo, de 375% en poids de Si, de 15% en poids de ZrB2 et de 10% en poids de Al (17,5 atomes % de Mo. 60,0 atomes % de Si, 5,9 atomes % de ZrB2 et 16,6 atomes % de A1) est appliqué sur une base de molybdène métallique par le
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procédé de détonation en utilisant un rapport oxygène/carbone de 1,05. Le revêtement résultant protège la base métallique contre 1' @ oxydation à 1200 C pendant 258 heures.
EXEMPLE II. -
Un autre échantillon du mélange de l'exemple I ci-dessus est appliqué sur une base de molybdène métallique par le procédé de détonation en utilisant un rapport oxygène-carbone de 1,0. Le revê- tement résultant-dont l'analyse partielle de la composition finale donne les résultats suivants: de 41% en poids de Mo, de 20,1% en poids de Si, de 13,3% de Zr, et de 3,0% en poids de B- résiste à 21 refroidissements brusques dans l'eau depuis une température de 1000 C sans défaillance. Ce revêtement, à l'état appliqué, a une dureté Rockwell A de 83 - 86,5.
EXEMPLE III.-
Un mélange de 40% en poids de Mo, de 40% en poids de Si, de 10% en poids de TiB2, et de 10% en poids de Al (17,7 atomes % de Mo, 60,4 atomes % de Si, 6,1 atomes de % de TiB2 et de 15,8 ato- mes % de Al) est déposé sur une base de molybdène métallique par le procédé de détonation en utilisant un rapport oxygène-carbone de 1,0. Le revêtement résultant-dont l'analyse partielle de la compo- sition finale indique 48,6% en poids de Mo, 24,6% en poids de Si et 3,3% en poids de C- protège la base métallique contre l'oxydation à 1200 C pendant 258 heures.
Ce revêtement.. qui a une dureté Rockwell A à l'état appliqué de 80 - 82, résiste également à 24 cycles de refroidissement brusque dans l'eau depuis une température de 1000 C, sans défaillance.
EXEMPLE IV. -
Un mélange de 55 parties en poids de W, de 29 parties en poids de Si, de 8% en poids de Cr2B3, et de 8% en poids dé Al (17,7 atomes % de W, 61 atomes % de Si, 3,5 atomes % de CrB, et 17,6 atomes % de Al) est appliqué sur une base de molybdène métallique par le procédé de détonation en utilisant un rapport oxygène-carbone de 1,0. Le revêtement résultant résiste à 12 cycles de refroidisse-
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ment brusque dans l'eau depuis une température de 100 C, sans dé- faillance.
A titre de comparaison avec la composition ci-dessus, la composition de départ préférée Mo-Si-Cr-B-Al de 40% en poids de Mo, de 4.0% en poids de Si, de 10; en poids de Cr2B3 et de 10% en poids de Al a la composition suivante, en pourcentages atomiques: 18,3% dq Mo, 62,3% de Si, 3,2% de Cr2B3, et 16,3% de Al.
On a constaté que tous les revêtements obtenus avec de petits défauts superficiels tels que des trous d'épingle et des fis- sures capillaires réalisent une auto-obturation avec fusion rapide de la matière de revêtement qui comble les défauts à une températu- re de 720 C seulement. Des accroissements des températures augmen- tent la rapidité et le degré d'auto-obturation.
Un micro-examen des sections traversales d'échantillons revêtus révèle la formation d'une couche alliée qui apparaît après un chauffage à 1000 - 1200 C pendant plus de 20 heures (chauffage au cours des essais d'oxydation). Le revêtement se comporte appa- ramment comme une barrière protectrice interne,étant donné que les criques et défauts superficiels ne provoquent pas une rupture par oxydation.
On a constaté, quand on utilise une flamme d'oxy-combusti- ble pour l'apport de chaleur à la composition en vue de former des revêtements superficiels, au'une quantité mineure de carbone produi- te par la réaction de l'oxy-combustible est absorbée par le revête-. ment. Cette absorption de carbone ne constitue que quelques pour- cent du revêtement résultant et n'a pas paru nuire au revêtement au cours de son service aux hautes températures.
REVENDICATIONS.
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