<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne la production de corps métalliques résistant à la corrosion par compactage sous pression de poudre métallique, puis par frittage.
La métallurgie des poudres a pris une importance crois- sante au cours des dix dernières années. Dans de nombreux cas, par exemple dans la production de métaux purs et de métaux à point de fusion élevé, les procédés de la métallurgie des poudres sont appa- rus comme seuls praticables pour une fabrication économique à grande échelle. La métallurgie des poudres a également gagné du terrain sur les procédés usuels d'élaboration des aciers, car un nombré impor- tant de pièces d'aciers différents et même de fer doux pur sont ac- tuellement fabriquées par compression et frittage de poudres et de mélanges de poudres. Des alliages bien déterminées peuvent aussi être préparés suivant un grand nombre de formules variées.
Les pou- dres peuvent être constituées de métaux purs ou de métalloïdes purs,
<Desc/Clms Page number 2>
dtalliages ou marna de matières finement divisées ayant exactement la même composition que celle du corps terminé. Au lieu de poudres métalliques,on peut avoir recours à des composés métalliques tels qu'oxydes, hydrures et sels variés.
Les qualités d'aciers dits inoxydables et les composi- tions fortement alliées apparentées n'ont jusqu'ici été fabriqués que dans une mesure limitée, par les procédés de la mét llurgie des poudres malgré l'avantage particulier qu'un tel procédé entrai- nerait pour lesdits matériaux. De nombreux matériaux fortement alliés sont difficiles et coûteux à laminer, forger et former, aussi bien à chaud qu'à froid. Ils sont en outre généralement difficiles à usiner par des outils de coupe, par exemple au tour, à la meule ou par des outils de perforation.
Cette application limitée de la métallurgie des poudres dans ces cas tient principalement au fait que les corps fabriqués par les processus connus de ce genre ne résistent pas aussi bien à la corrosion que ceux fabriqués par les techniques usuelles d'é- laboration ou de fabrication des aciers. Pour obtenir une résis- tance à la corrosion satisfaisante, il faut d'une part une homo- généité physique (porosité aussi faible que possible) et d'autre part une homogénéité chimique. Jusqu'à maintenant, on n'a pu dans la plupart des cas réaliser que l'une de ces conditions par un pro- cédé donné, à condition d'appliquer des pressions de tassement, des températures et des durées de frittage modérées.
Le plus souvent la compression et le frittage d'un mé- lange de poudres des métaux constitutifs peuvent donner une très bonne homogénéité physique, par exemple si la majeure partie du mé- lange de poudres consiste en une poudre molle. Toutefois l'homogé- néité chimique n'est pas satisfaisante, même si on traite les corps pendant un temps prolongé à haute température. Ceci est dû aux vi- tesses de diffusion relativement lentes de métaux tels que le chrome,
<Desc/Clms Page number 3>
le nickel et le molybdène. La diffusion du chrome est entravée par les pellicules dites passives, comme on le verra de manière plus détaillée dans la suite.
On obtient naturellement l'homogénéité chimique par com- pression et frittage d'une poudre dont chaque particule possède la même composition quo le corps désiré terminé. Toutefois ces poudres sont le plus souvent d'une mauvaise compressibilité parce que, en- tre autres choses, les particules d'un métal allié sont en général plus dures et moins déformables que les particules do métal pur.
Le corps terminé possède ainsi une porosité relativement élevée mê- me si la compression est effectuée sous des charges plus élevées.
La pellicule passive formée à la surface des particules d'alliage contenant plus d'environ 10 à 12 % do chrome rend la difficile croissance des particules/. On peut remédier en partie à cet incon- vénient en mélangeant des agents fondants à bas point de fusion comme le forro-boro, mais ces additions diminuent la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques (résistance à la traction et ductilité) du corps fini.
Enfin, tous les procédés appliqués jusqu'ici ont l'in- convénient majeur du prix assez élevé des poudres.
La présente invention concerne la résolution du problème de la production par les procédés de la métallurgie des poudres d'alliages contenant au moins 10 % de chrome et possédant à la fois une bonne homogénéité physique et chimique. Le procédé conforme à l'invention consiste à mélanger une poudre molle contenant au moins un des éléments constituant le produit terminé, avec une poudre d'alliage dont la structure comporte au moins 25 % de phase sigma, à comprimer le mélange pulvérulent sous forme d'un corps, puis à fritter ledit corps à une température inférieure au point de fusion des composants pulvérulents du mélange.
<Desc/Clms Page number 4>
Bien qu'il doive se produire de grands mouvementsd'a- tomes pendant la diffusion et qu'il ne se forme pas de phase fondue, il est possible, conformément à l'invention ot avec des temps de frittago relativement courts, de produire dos corps frittés d'une bonne homogénéité chimique et d'une densité très élevée, c'est-à- dire d'une très-,faible porosité.
Dans la présente description, l'expression de "phase sigma" désigne non seulement la phase sigma vraie mais aussi les phases apparentées ayant une structure cristalline similaire, par exemple les phases mu, xi et chi. Certaines de cos phases n'ont été découvertes que récemment et leur nomenclature n'a pas été encore définitivement établie; c'est pourquoi on a désigné toutes ces phases apparentées par le terme de t'phaso sigma". On peut se repor- tor à ce sujet à "Tho Structure of Mêlais and Alloys" de Humo- Rothory.
La phase sigma a jusqu'ici été considérée uniquement- comme un composant structural indésirable et nuisiblo des aciers dits inoxydables et do qualités apparentéese La phase sigma est un composé intermétallique formé on alliant entre eux deux ou plu- sieurs métaux comme Fe, Cr, Ni, Co, V, Mn, Mo, Tu, etc.. Nombre de cos composés intermétalliquos n'ont été découverts que tout ré- cemment. Les tableaux 1 à 3 montrent dos exemples de ces composés qui sont entre autres caractérisés par une structure cristalline dans laquelle les atomes sont arrangés en réseaux très denses.
On trouvera ci-dessous, en premier lieu les limites de composition récemment publiées pour l'existence des phases sigma pure et apparentées pour un certain nombre d'alliages binaires (tableau 1) et ternaires (tableau 2) et on second lieu un certain nombre d'alliages qui, selon les propres essais pratiques de la de- manderesse, se sont révélés utiles dans le cadre do la présente invention.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans certains cas importants (par exemple colui d'aciers Cr-Ni-Mo résistant aux acidos), on peut obtenir une structure (de l'alliage on poudre) contenant une proportion suffisante de phase sigma sans devoir y incorporer d'élémontsd'alliage autres que Cr, Ni ot Mo. Cependant dans d'autres cas il pout être indispensable, pour obtenir la proportion désirée do phase sigma, d'ajouter des éléments qui ne sont pas nécessaires (mais qui ne sont pas nuisi- bles) quant aux propriétés de résistance à la corrosion de l'acier terminé. Il a été découvert que l'alliage on poudre peut contenir, Indépendamment du fer et du chromo, un ou plusieurs des éléments suivants : Ni., Mo, Tu, Cu, Co, Mn, Ti, V, Nb, Ta, Si, Zr, Al, P, N et C.
TABLEAU 1
EMI5.1
<tb> Système <SEP> Temp. <SEP> de <SEP> décompo- <SEP> Gamme <SEP> de <SEP> stabilité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> sition <SEP> ( C)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> V-Ni <SEP> 1200 <SEP> 51-63 <SEP> % <SEP> V
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> V-Co <SEP> 1200 <SEP> 41-51 <SEP> % <SEP> V
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> V-Fe <SEP> 1075 <SEP> 37-51 <SEP> % <SEP> V
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> V-Mn <SEP> 1000 <SEP> 13-23 <SEP> % <SEP> V <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Fe <SEP> environ <SEP> 800 <SEP> 41-47 <SEP> % <SEP> Or
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Co <SEP> 1200 <SEP> 55-59 <SEP> % <SEP> Cr
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Mn <SEP> 1000 <SEP> l6-23 <SEP> % <SEP> Cr
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo-Fe <SEP> 1180 <SEP>
approx. <SEP> 63 <SEP> % <SEP> Mo
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo-Co <SEP> probablement <SEP> 1200 <SEP> " <SEP> 75 <SEP> % <SEP> Mo
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo-Mn' <SEP> stable <SEP> seulement <SEP> non <SEP> établi
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> .aux <SEP> hautes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tu-Co <SEP> températures <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tu-Fa <SEP> "
<tb>
Les alliages du tableau ci-dossus sont du typo sigma.
Dos alliages contenant des phases d'un typo très voisin et'les
<Desc/Clms Page number 6>
alliages contenant dos mélangos do cos phasos et de phase sigma @ forment par l'addition, comme élément d'alliage, de Nb ot/ou Ta.
TABLEAU 2
EMI6.1
<tb> Système <SEP> Gamma <SEP> do <SEP> stabilité <SEP> Typo <SEP> do <SEP> phase <SEP> cassante
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Co-Ni <SEP> Cr <SEP> : <SEP> 55-59 <SEP> % <SEP> sigma
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Co <SEP> : <SEP> 18-45 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ni <SEP> 0-22 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Co-Fo <SEP> Cr <SEP> : <SEP> 49-59 <SEP> % <SEP> sigma
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Co <SEP> : <SEP> 32-45 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fo <SEP> 0-17 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Co-Mo <SEP> Cr <SEP> : <SEP> 25-59 <SEP> % <SEP> sigma
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Co <SEP> : <SEP> 40-46 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo <SEP> 0 <SEP> -30 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr-Ni-Mo <SEP> Cr <SEP> : <SEP> 22-48 <SEP> % <SEP> sigma
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ni <SEP> :
<SEP> 22-31 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo <SEP> : <SEP> 24-48 <SEP> %
<tb>
EMI6.2
Fe-Co-Mo Fa 0-47 % su
EMI6.3
<tb> Co <SEP> 0-45 <SEP> %
<tb>
<tb> Mo <SEP> : <SEP> 52-62%
<tb>
<tb> Fo-Ni-Mo <SEP> Fo <SEP> 23-47 <SEP> % <SEP> mu
<tb>
<tb> Ni <SEP> . <SEP> 0-20 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI6.4
Lolo:52-61 %
EMI6.5
<tb> Ni-Co-Mo <SEP> Ni <SEP> : <SEP> 0 <SEP> -24 <SEP> % <SEP> mu
<tb>
<tb> Co <SEP> : <SEP> 17-46 <SEP> %
<tb>
EMI6.6
Mo :
53-62 %
<Desc/Clms Page number 7>
TABLEAU 3
EMI7.1
<tb> % <SEP> Cr <SEP> % <SEP> Ni <SEP> % <SEP> Mo <SEP> % <SEP> au <SEP> % <SEP> Mn <SEP> % <SEP> Si <SEP> % <SEP> Ti <SEP> % <SEP> Nb
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (1) <SEP> 51 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (2) <SEP> 45 <SEP> 7-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (3) <SEP> 47 <SEP> 12 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (4) <SEP> 47 <SEP> 19 <SEP> 4 <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (5) <SEP> 43 <SEP> 19 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (6) <SEP> 43 <SEP> 21 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2 <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (7) <SEP> 44 <SEP> 18 <SEP> 6 <SEP> 8- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (8) <SEP> 44 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 30
<tb>
Tous cos alliages contionnont la phaso sigma.
Los alliages 4, 5 ot 7 contiennent probablement aussi la phase xi. La teneur on carbone est faible. Dans tous los cas la reste est formé de for con- tenant los impuretés usuelles.
On n'a pas encore détermine exactement comment la phase sigma oxcrce son influence favorablo, mais les facteurs suivants doivent probablement ,intervenir:
1) Rupture dos pellicules passives à la surface dos par- ticules par suite de l'augmentation de volume qui so produit quand la phase sigma so transforme on phase alpha.
2) Réactivité élevée dos particules pondant ot après la transformation do phase (effet Hedvall).
3) Augmentation do la vitesse do diffusion duo à l'ac- croîssoment do la distance intoratomiquc résultant do la transfor- mation réticulaire.
<Desc/Clms Page number 8>
4) Augmentation progressive de volume des particules molles de poudre à mesure que la diffusion du chrome les atteint., comme indiqué plus loin.
Cowme on le verra ci-après,-et ceci est d'ailleurs tout-à-. faittinattendu, les corps, compacts très poreux faits d'alliage en., poudre sigma cassants frittent en corps denses lorsqu'on les chauffe pendant peu de temps très.'au-dessous de leur point de-.fusion sous.. atmosphère d'hydrogène. Cette caractéristique est à la base de l'in- vention. Comme il sera également indiqué plus loin, cette frittabi- lité considérable des alliages sigma est également efficace lors- qu'on mélange une autre poudre à la poudre sigma.
Un mélange pulvé- rulent, comportant par exemple une partie de sigma et une partie de fer, consiste, après une courte période de frittage, en un squelette de phase alpha (précédemment sigma) dans laquelle les particules de fer (phase gamma) sont noyées. Comme on pouvait s'y attendre, un tel corps fritte possède une porosité plutôt élevée. Le contact entre le fer et le squelette d'alliage est cependant très efficace.
La pellicule passive est brisée et les conditions de diffusion sont ainsi très bonnes. Lorsque la diffusion se poursuit, les particules de fer s'enrichissent en chrome et se transforment progressivement de la phase gamma en phase alpha. Cette transformation est accompa- gnée d'une augmentation de volume qui, s'effectuant dans les cavités d'un squelette rigide, exerce une compression progressive et diminue les pores encore présents.
Après avoir ainsi décrit ces caractéristiques essentielles de l'invention on donnera maintenant divers détails dont l'utilisa- tion a montré qu'ils améliorent encore les résultats du frittage.
Comme on l'a dit, la poudre (contenant la phase sigma) mélangée avec l'alliage doit être molle. La raison en est que l'on doit obtenir une densité en vert ainsi qu'une résistance en vert
<Desc/Clms Page number 9>
(c'est-à-dire des produits compacts comprimés mais non frittés) suffisamment élevées. Une densité élevée on vert diminue le retrait après frittago, ce qui est également un avantage,
Le ,mélange on poudre quo l'on doit comprimer et fritter ,peut également contenir d'autres composants pulvérulents, par exem- ple une poudre no contenant pas de phase sigma et constituée par un ou plusieurs éléments d'alliage. Pour faciliter la diffusion le mélange pulvérulent doit toutefois ne contenir qu'un petit nombre -de préférence seulement deux- de composants en poudre.
Par consé- quent la poudre molle comme la poudre d'alliage doivent être uni- formes et la poudro d'alliage doit contenir la totalité des élément d'alliage- et si possible également une partie du métal en poudre mollo.
La densité en vert est favorablement influencée par une distribution appropriée do la dimension granulométriquc des poudres Du point de vue de la diffusion, il est avantageux que les poudres aient sensiblement la même répartition particulaire. Toutes les poudres doivent être à grains fins, car la diffusion exige alors moins de temps. On a constaté qu'il est préférable d'utiliser une granulométrie allant de moins de 74 à moinp de 44 microns. Comme la mobilité (facilité d'écoulement) dos poudres d'une granulométrie aussi fine est habituellement mauvaise, le mélange pulvérulent à grains fins peut être soumis à un traitement agglomérant d'un type courant.
La poudre molle doit être aussi ductile que possible. La composition chimique doit être choisie de manière telle que- le rap- port pondéral de la poudre mollo à la poudre d'alliage soit compris entre 2/1 et 1/2. Quant à la diffusion, ce rapport doit être de préférence égal à 1/1 environ, de manière que los particules des deux poudres aient le plus do chances d'être voisines entre elles
<Desc/Clms Page number 10>
dans la mélange final, la distanco do diffusion devenant ainsi plus courte possiblo. Une forte proportion do la poudre d'alli; dure dans le mélange pulvérulent ost nuisible parce qu'elle ac lèro l'usure du matériel servant à la compression. D'autre pari 'une forte proportion de poudre molle augmente la porosité du cc après frittage.
La poudre molle la plus fréquemment utilisée conformé à l'invention est le for pur, par exemple du for électrolytique Comme d'autres exemples, on pout citer le fer faiblement allié, nickol pur, le cobalt pur ou certains alliages binaires ou torn desdits métaux.
La poudre d'alliage doit contenir tous les élémonts à diffusion lento devant figurer dans l'acier fritté terminé. Ell doit être uniforme c'est-à-dire que chaque particule de la poud: doit avoir la morne composition chimique. Comme la poudre mollo do préférence constituée par un seul métal, la poudra d'alliage doit donc contenir tous les autres éléments.
En principe l'usage do poudres d'alliage n'est pas not veau dans la métallurgie dos poudres. C'est ainsi qu'on a déjà posé d'utiliser dos alliages dits maîtres, spécialement lorsqu'c désire introduire dans un corps compact fritte des éléments vola tels que du soufre, ou des éléments comme le carbone qui forment aisément dos composés gazeux. Le forro-chrome, le forro-molybdèn ot d'autres ferro-alliages qui sont ajoutés.aux mélanges de poud dans la production dos aciers faiblemont alliés sont également d exemples de tels alliages maîtres.
Pour faciliter la diffusion conformément à l'invention, il faut pousser aussi loin quo posai' cette notion d'alliage maitre en tenant compte quo l'alliage maî doit, lui aussi, avoir une structure métallographique définie co tenant au moins 25 % do phase sigma.
<Desc/Clms Page number 11>
La poudro d'alliago pout être choisie d'une composition telle que la phase sigma sa transforma on phase alpha par simplo élévation de la température au-dessus d'uno certaine limite ou seuil, qui varie avec los divers alliages. D'autros alliages qui convionnent pour mettra on oouvro le procédé conforme à l'inven- tion contiennent une phase sigma stable aux très hautos tempéra- turcs, dans cortains cas jusqu'au point do fusion, la transforma- tion de la phaso étant ici provoquée par la diffusion du métal mou dans los particules de l'alliage, do tollo sorte que l'on réussit à atteindra la composition chimique critique et quo la transforma- tion do phaso so produit.
Dans un tel cas, on peut obtenir une densité très élevée mais il faut plus do temps pour obtenir une diffusion complète.
Il ost bien évident que la diffusion est plus rapide au début ot ralentit progressivement à mesure que la concentration diminue. Une égalisation complète, constatée par analyse, nécessite par conséquent un temps très long. Cet inconvénient peut être éli- miné d'une manière simple conformément à l'invention en utilisant un faible excès d'un ou do plusieurs élémentsd'alliage dont la te- neur no doit pas, dans une partie quelconque du corps final fritte, être inférieure à une certaine valeur limita décisive pour la ré- sistance à la corrosion. Quand on produit un corps comprimé et fritté, do composition 18/8 par exemple, la proportion de la poudre d'alliage par rapport à la poudre de métal mou (fer en poudre) est choisie do manière à correspondre approximativement à 20 % de Or et 8 % do Ni.
Même si la diffusion du chromo n'est pas complète, les parties de la structure qui n'ont pas été entièrement diffusées ont dans ce cas une teneur si élevée en chromo qu'elles possèdent une résistance suffisanto à la corrosion.
<Desc/Clms Page number 12>
L'influence do la structure do la poudre dialliago sur la résultat du frittage ot do la diffusion sort avec évidence dos résultats expérimentaux ci-dessous (voir également la diagrammo tcrnairo dos phases, figure 1). Dans tous los essais, on a utilisé dos poudres ayant uno dimension do grains inférieure à 44 microns.
A l'aide des divers mélanges de poudres (1 partie do poudro mollo pour 1 partie do poudre d'alliage), on a fait dos comprimés en uti lisant une pression do 7.5 tonnes par cm2. Le frittage a été of- fectué au soin d'hydrogène pur pendant doux heures à 1310 C.
1. Poudre molle seule (for éloctrolytiquo). Poids spé- cifique après frittago, 6,96. Porosité 11,8 % .
2. Poudre mollo suivant l'exemple l, plus alliage pul- vérulont comportant 30 % do Cr, 30 % do Ni et lo reste Fe (point 2 du diagramme).
La structuro de l'alliage on poudre ost gamma.
Poids spécifique après frittage : 6,95.
Porosité : 13,1 %.
Rôsistanco à la corrosion (48 heures dans l'acide ni- triquo bouillant à 10 %) par rapport à un alliage coulé de môme composition :
Perte de poids on g/m2/H: métal fritté = 0,5.
Métal coulé 0,00.
3. Poudre molle de l'exemple 1 plus alliage en poudre do composition 45 % do Cr, 30 % de Ni, le reste Fe (point 3 du dia. gramme ).
La structure do la poudre d'alliage est alpha + gamma.
Poids 'spécifique après frittago : 6,10.
Porosité 22,6 % .
Résistance à la corrosion (48 heures dans l'acide nitri- quo bouillant à 65 %) par rapport à celle do l'alliage coulé de
<Desc/Clms Page number 13>
même composition :
Porto de poids on g/m2/H Métal fritté = 66. Métal coule = 0,1.
4. Poudra mollo suivant l'exemple 1 plus alliago pulvé- rulont (conformément à l'invention) do composition 50 % Cr, 3 % Ni, la rosto Fe (point 5 du diagramme).
La structuro do la poudro d'alliage ost sigma.
Poids spécifique après frittago : 7,38.
Porosité : 3,7 %.
Résistance à la corrosion (48 heures dans l'acide nitrique bouillant à 65 %) comparée avoc celle d'un alliage coulé de môme composition :
Porto do poids en g/m2/H Métal fritté = 0,9. Métal coulé = 0,6.
5. Poudre molle suivant l'exemple 1 plus alliage pulvé- rulont (conformo à l'invention) do composition 45 % Cr, 20 % Ni, 5 % Mo, le reste Fo (point 4 du diagrammo).
La structure do l'alliage en poudre est sigma + gamma.
Poids spécifique après frittago : 7,51.
Porosité : 4,5 % .
Résistance à la corrosion (48 heures dans l'acide nitrique bouillant à 65 %) comparée avec cello do l'alliage coulé de même composition
Porte de poids en g/m2/H:Métal fritté 1,1. Métal coulé : 1,1.
6. Poudre molle conforme à l'exemple 1 plus forro-chrome on poudre plus nickel-carbonyle en poudro plus ferro-moylbdène en poudre. La composition du corps fritté est la même que celle du corps décrit dans l'exemple 5.
<Desc/Clms Page number 14>
Poids spécifique après frittage : 6,88.
Porosité : Il ., 7 %.
Résistance à la corrosion (48 heures au sein d'acide ni- triquo bouillant à 65 %) comparée à cella de l'alliage coulé do même composition :
Porto de poids en g/m2/H: Métal fritt6 = 5,4. Métal coulé : 1,1.
Ces résultats expérimentaux montrent clairement que seuls los mélanges do poudres contnnant do la poudre sigma donnent dos corps ayant la densité ot la résistance à la corrosion voulues.
Dans un autre essai on a comprimé et fritté des corps simplement composés par les poudres d'alliages pures utilisées dans les exemples précédents. Les conditions de compression et de frit- tage ont été los mêmes que dans les exemples ci-dessus. On a déter- miné le poids spécifique des corps avant et après frittago.
7. Poudre d'alliage de la composition décrite dans l'e- xomplo 2, c'est-à-dire contenant 30 % de Cr, 30 % de Ni, le reste étant du L'or. La structure est gamma.
Poids spécifique :
Avant frittage : 5,9, après frittage, 6,6.
Poudre d'alliage do la composition décrite dans l'exemple 3, c'est-à-dire contenant 45 % do Cr, 30 % do Ni, le reste étant du for. La structure ost alpha + gamma.
Poids spécifique :
Avant frittage, 5,8; après frittage, 6,5.
9. Poudre d'alliage do la composition décrite dans l'e- xemple 4, c'est-à-dire contenant 50 % Cr, 3 % Ni, le reste étant du fer. La structuro est sigma.
<Desc/Clms Page number 15>
Poids spécifique ;
EMI15.1
Avant frittago, 5,3 après frittage., 702o
10. Poudre d'alliage do la composition décrite dans l'exemple 5, c'est-à-dire contenant 45 % Cr, 20 % Ni, 5 % Mo, la rasta étant du for, La structure est sigma + gamma.
Poids spécifique
Avant frittages 5,3 ; après frittages 7,6.
Il est clair que los poudres contenant la phaso sigma ont fritté sous forme do corps très denses bien qu'on n'ait pas pu, à cause do leur duretés comprimer cos poudres à une donsité on
EMI15.2
vort supérieuro à 5,3e' L'es poudres ..plus molle qU-1 nÜ' 'cohtf'onrtÈ1ut pas do phase sigma, pouÔ'ewÉ @{a"e cr,primées., â une-densité en vert do 5 , , 8...àa 5, mais la d oa e n!1a\lgmante quo do manière insigni- iant6,apès fr3,ttago an: 1oxompl0 10 10 poids spécifique du corps soumis au frittage a on outre été déterminé on fonction du temps; on a obtenu les résultats suivants ;
EMI15.3
<tb> Durée <SEP> do <SEP> frittage, <SEP> on <SEP> minutes <SEP> Poids <SEP> spécifique
<tb>
<tb> à <SEP> pleine <SEP> température <SEP> de <SEP> f <SEP> rittago <SEP>
<tb>
EMI15.4
.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯,¯¯¯¯¯,,¯¯¯,¯¯¯. '1
EMI15.5
<tb> 15 <SEP> 7,38
<tb>
<tb> 30 <SEP> 7,43
<tb>
<tb> 45 <SEP> 7,46
<tb>
<tb> 60 <SEP> 7,51
<tb>
<tb> 90 <SEP> 7,57
<tb>
<tb> 120 <SEP> 7,60
<tb>
Ce tableau montre que le frittago se produit très rapidomonto Ainsi, une duréo do frittage do quinze minutes donne un poids spécifique do 7,380 A titre de comparaison, on pout citer 'axem- ple 8 diaprés lequel on fritte une poudre ayant 'sensiblement les
<Desc/Clms Page number 16>
mêmes tonours on éléments d'alliage mais ne contenant pas do phase sigma.
Après doux heures do frttage, le poids spécifique do la poudre oxompte de phase sigma est seulement do 6,5.
On voit à la figure 2 les résultats d'une série d'essais dans lesquels on a mélange uno poudre d'alliage telle quo décrite dans l'exemple 5, (c'est-à-dire contenant 45 % do Cr, 20 % do Ni,, 5 % do Mo, le reste étant du fer) avec différentes proportions do fer électrolytique on poudre, puis on a comprimé les mélanges ot on les a frittes dans les mêmes conditions que dans les exemples ci-dessus.
Los courbes 1 et 2 montre le volume dos pores (on or- données) on fonction do la proportion (on abscisses) de poudre d'alliago présente dans le mélange do poudres, les courbes 1 et 2 se rapportant respectivement aux corps avant frittago (on vert) et après frittage. La courbo 3 représente la diminution do la porosité au cours du frittage on fonction do la proportion do poudre d'al- liago présente dans le mélange de poudres. Cette courbe 3 montre qu la poudre d'alliage a le maximum d'aptitude à diminuer la porosité quand le rapport do la poudre do base à la poudre d'alliage est d'environ 1/1.
La plupart dos poudres à frittor inoxydables existant actuellement sur le marché s'obtiennent par atomisation et sont donc formées do particules ayant toutes la même composition que le corps fritte inoxydable terminé. Le tableau 4 ci-après présente quelques résultats comparatifs do comprimés frittés produits à l'aide d'une telle poudre (A), à l'aide d'un mélange de poudres do l'exemple 5 ci-dessus (B) conforme à l'invention, enfin obtenus avoc un acier inoxydable laminé (C) produit par fusion habituelle.
<Desc/Clms Page number 17>
TABLEAU 4
EMI17.1
<tb> B <SEP> A <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb> Pression <SEP> exorcéo, <SEP> tonnos/cm2 <SEP> 5 <SEP> 12-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> frittago, <SEP> C <SEP> 1310 <SEP> 1350 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temps <SEP> do <SEP> frittago, <SEP> heures <SEP> 3 <SEP> 6-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> du <SEP> corps <SEP> frité <SEP> 7,55 <SEP> 6,98 <SEP> 7,85
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Composition <SEP> (%):
<SEP> C <SEP> 0,02 <SEP> 0,06 <SEP> 0,06
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr <SEP> 21,2 <SEP> 18,5 <SEP> 18,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ni <SEP> 8,5 <SEP> 10,5 <SEP> 12,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mo <SEP> 2,1 <SEP> 2,2 <SEP> 2,4
<tb>
<tb>
<tb> Porto <SEP> do <SEP> poids <SEP> on <SEP> g/m2/h <SEP> après
<tb>
<tb>
<tb> ébullition <SEP> dans <SEP> NO <SEP> H <SEP> 65 <SEP> pon-
<tb>
EMI17.2
dant .8 h (solon 3 ASTM) 0,3 68 0,3
EMI17.3
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction,kg/m2 <SEP> 58 <SEP> 53 <SEP> , <SEP> 55
<tb>
<tb>
<tb> Allongomont <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb> Duroté <SEP> Vickors <SEP> 200 <SEP> 190 <SEP> 180
<tb>
Co tabloau montro quo l'acier fritté produit conformément à l'invontion ost équivalente quant à la résistance à la corrosion, à l'acier inoxydable produit de la manière usuelle.
Il n'en ost au contraire pas do même pour la matière produite à partir do poudre atomisée dont la résistance à la corrosion est très mauvaise. Les doux typos d'acier frittes possèdent dos propriétés mécaniquos un pou inférieures à celles do la matièro laminéo mais sensiblement égales à celles dos aciers inoxydables coulés.