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La présente invention concerne des aciers spéciaux.
Depuis longtemps le besoin se fait sentir d'un acier spécial tenace présentant une résistance élevée à l'usure sans tendance à se déformer. Par exem- ple, dans la fabrication de pièces en acier coulé,.telles que des godets d'exca- vateurs ou des dents de godet, qui sont soumises à une abrasion fréquente et importante, ainsi qu'à des chocs violents, la résistance à l'usure et la ténacité du métal, sans tendance à se déformer, ont une grande importanceo
Des aciers ordinaires utilisés dans la fabrication de pièces de ce genre, non seulement sont incapables de résister à l'usure mais ont souvent tendance à cheminer ou à se déformer par suite de l'usage répété que ces pièces subissent normalement en pratique.
L'acier spécial de la présente invention est étonnamment tenace et résistant à l'usure et n'a pas tendance à se déformer en pratique. Il est caractérisé par une structure à grain fin qui se présente surtout sous forme d'aiguilles martensitiques étroitement associées, ainsi que par une durée Brinell de 400 ou plus et une valeur de choc Charpy de 1,66 m-kg, ou plus à température ambiante
EMI1.1
et de 1,38 m-kg, ou plus à -4000.
On a également découvert que l'acier spécial de l'invention peut être usiné à des valeurs de dureté Brinell atteignant 515 et est exceptionnellement résistant à la corrosion, Il est également auto-durcissant sous des conditions d'emploi qui portent l'acier par intermittence à sa température critique supérieureo
La composition de base de l'acier de la présente invention est la suivante :
EMI1.2
<tb>
<tb> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,07%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,07%
<tb> Molybdène)Seuls <SEP> ou
<tb> Chrome <SEP> ) <SEP> en <SEP> com- <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5,00%
<tb> Tungstène)binaison
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 4,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Fer <SEP> Le <SEP> restanto <SEP> Ce <SEP> fer <SEP> peut <SEP> contenir <SEP> des <SEP> impuretés <SEP> résiduelles
<tb>
EMI1.3
en quantités ordinaireso
On peut modifier cette composition de base en utilisant du molybdène dans la gamme allant de 0,05 à 0,
70% et du chrome dans la gamme allant de 0,50 à 1,50%, le tungstène étant omiso
Le terme "métaux de terres rares" utilisé dans ce mémoire couvre les éléments suivants, soit seuls soit en combinaison: le cérium, le lanthane, le néodyme, le praséodyme, le samarium, l'illinium, l'europium, le gadolinium, le dysprosium, 1 ytterbium, leurs alliages et composéso Ces métaux de terres rares peuvent se présenter sous forme d'un mélange habituellement connu sous le nom de "misch métal"o Un mélange de métaux de terres rares qui s'est révélé particulièrement efficace contient environ 31,5% de lanthane, 44,5% de cérium, 11% de praséodyme,
7% de néodyme et 6% des autres métaux de terres rares mentionnés plus hàuto
Le pourcentage des additions de métaux de terres rares et de bore est critique et doit être maintenu en substance dans les gammes précitées.
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Une composition économique de l'alliage d'acier limitée à des gammes plus étroites, particulièrement efficace pour certaines applications, est la suivante
EMI2.1
<tb>
<tb> Constituants <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,70 <SEP> à <SEP> 1,70%
<tb> Silicium <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,05%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,050%
<tb> Molybdène <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> 0,70%
<tb> Chrome <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 1,50%
<tb> Nickel <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Fer <SEP> Le <SEP> restant <SEP> (avec <SEP> des <SEP> impuretés
<tb> résiduelles <SEP> présentes <SEP> en <SEP> quantités <SEP> ordinaires).
<tb>
Si on le désire, on peut ajouter du titane en une quantité de l'ordre de 0 à 2,5 kg par tonne métrique de charge à l'acier en fusion avant d'ajouter le bore et les métaux de terres rares. On ajoute du titane de préférence sous la forme de ferrotitane quoiqu'on puisse utiliser d'autres formes. Sous certaines conditions de fusion, on a constaté que l'addition de titane est critique, par exemple lorsque l'acier est coulé à une température très élevée ou lorsqu'il a séjourné longtemps après avoir été calmé dans le.four. Sous ces conditions, l'ab- sorption d'azote par l'acier peut être très élevée. De même, une charge dont le bouillonnement est insuffisant peut tendre à présenter une teneur en azote solu- ble élevée.
Dans tous ces cas, il faut ajouter du titane pour changer l'azote soluble en.un composé azoté insoluble, du nitrure de titane, qui, comme on l'a constaté, n'affecte pas de façon appréciable les caractéristiques d'aptitude au durcissement de l'acier. Cela étant, lorsqu'on ajoute le bore et les métaux de terres rares après le titane, le bore et les métaux de terres rares passent en solution solide dans le fer, tandis que le bore peut autrement former du nitrure de bore. Cette réaction dégrade le bore et ne lui permet pas de s'allier à l'acie et de produire les caractéristiques d'aptitude au durcissement désirées.
La teneur en azote soluble de l'acier ne doit pas dépasser environ 0,008% lorsqu'on ajoute les métaux de terres rares et le bore. Cela étant, l'ad- dition de titane est souhaitable, lorsque la teneur en azote soluble de l'acier est de 0,008% ou plus, pour conserver les caractéristiques imprimées à l'alliage non seulement par le bore mais également par l'addition de métaux de terres ra- res.
Il est clair que la valeur de l'addition de titane est directement proportionnelle à la quantité d'azote soluble contenue dans l'acier en fusion, et si les conditions de fusion sont telles que la teneur en azote soluble est trÈ faible, on peut supprimer l'addition de titane par raison d'économie. Cependant, en tous cas, il est préférable d'ajouter du titane, et on a constaté que cette addition améliore les propriétés de l'acier spécial dans la mesure où le titane se combine avec l'azote soluble. La gamme efficace de titane à cet effet est comprise entre 0,0005% et 0,020% en poids.
On a découvert qu'un acier spécial à faible teneur en carbone tel que décrit plus haut, présentant les caractéristiques désirées de résistance à l'usure et offrant un minimum de difficultés au point de vue traitement à chaud, contient les concentrations suivantes de constituants d'alliage :
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EMI3.1
<tb>
<tb> Constituants <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,26 <SEP> à <SEP> 0,30%
<tb> Manganèse <SEP> 1,35 <SEP> à <SEP> 1,55%
<tb> Silicium <SEP> 0,30 <SEP> à <SEP> 0,46%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,47 <SEP> à <SEP> 0,53%
<tb> Chrome <SEP> 0,52 <SEP> à <SEP> 0,68%
<tb> Nickel <SEP> résiduel
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Bore <SEP> 0,0020 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Fer <SEP> Le <SEP> restant <SEP> (avec <SEP> des <SEP> impuretés
<tb> résiduelles <SEP> présentes <SEP> en <SEP> quantités <SEP> ordinaires).
<tb>
On a découvert qu'un acier à teneur en carbone plus élevée présentant une résistance plus forte à l'usure, mais offrant certaines difficultés au point de vue du traitement à chaud, contient les concentrations suivantes de constituants d'alliage :
EMI3.2
<tb>
<tb> Constituants <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,33 <SEP> à <SEP> 0,37%
<tb> Manganèse <SEP> 1,35 <SEP> à <SEP> 1,55%
<tb> Silicium <SEP> 0,30 <SEP> à <SEP> 0,46%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,47 <SEP> à <SEP> 0,53%
<tb> Chrome <SEP> 0,52 <SEP> à <SEP> 0,68%
<tb> Nickel <SEP> résiduel
<tb> Bore <SEP> 0,0020 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,
50%
<tb> Fer <SEP> Le <SEP> restant <SEP> (avec <SEP> des <SEP> impuretés
<tb> résiduelles <SEP> présentes <SEP> en <SEP> quantités <SEP> ordinaires).
<tb>
On traite l'acier à chaud, après l'avoir coulé de la façon suivante pour obtenir une résistance à l'usure et une ténacité maximumo On stabilise d' abord les pièces coulées en les chauffant par exemple à une température d'environ 870 - 1040 C. Après les avoir maintenues à cette température pendant le temps voulu, .on refroidit les pièces coulées à l'air de façon à pouvoir les travailler facilement dans l'usinée Ce traitement est suivi par un traitement à chaud de durcissement dans lequel les pièces coulées en acier à faible teneur en carbone mentionné plus haut sont chauffées par exemple à une température comprise entre environ 815 et 925 C, et les pièces coulées en acier à teneur en carbone plus élevé sont chauffées, par exemple à une température comprise entre environ 790 et 900 C.
Dans chaque cas, on maintient de préférence les pièces coulées à la température de durcissement pendant environ une heure ou plus, suivant leur épaisseur, et on les refroidit ensuite brusquement, de préférence dans l'eau.
On chauffe ensuite les pièces coulées à une température de recuisson située entre 38 C ou plus et une température égale ou inférieure à 315 C, quoiqu'on ait obtenu des résultats exceptionnellement bons dans une gamme comprise entre environ 120 et 230 C. On maintient les pièces coulées à la température de recuisson, de préférence pendant une période d'environ deux heures ou plus, suivant leurs dimensions, et on les refroidit ensuite brusquement de préférence dans l'eau, ou si possible dans l'air.
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Il est clair que la durée des différents traitements à chaud peut varier fortement suivant le type de four et les dimensions des pièces produites.
On préfère maintenir la matière à température le moins longtemps possible, et on a obtenu d'excellents résultats grâce à la technique précitée. Si on le désire, en plus du traitement à chaud décrit plus haut, on peut recuire les pièces coulées avant de les durcir pour réduire les frais d'usinage.
La température de recuisson est critique car on a découvert que la fragilité des pièces coulées est provoquée par une recuisson,à une température d'environ 370 0, et que la résistance à l'usure des pièces coulées est inadéquate si elles sont recuites à une température dépassant 370 C. Dans certains cas, la phase de recuisson peut être entièrement supprimée, quoique cela ne soit habituel- lement pas souhaitable.
Pour fabriquer l'acier spécial, on câlme de préférence l'acier en fu- sion dans le four, par exemple en y ajoutant un désoxydant tel que de l'aluminium, du ferromanganèse, du ferrochrome, du silicomanganèse et/ou du ferrosilicium.
Lorsque la poche de coulée est partiellement remplie, on désoxyde de préférence l'acier davantage, et on ajoute alors de préférence de l'aluminium et du titane, (s'il y en a), l'aluminium étant présent en une quantité de l'ordre de 0,5 à 2,5kg par tonne métrique de charge. On ajoute ensuite le bore et les métaux de terres rares, dans n'importe quel ordre; et on ajoute finalement un mélange de calcium et de silicium, de préférence en une quantité de l'ordre de 1,5 kg par tonne métrique de charge avant que la poche soit complètement remplie.
Si on fabrique l'acier en petites quantités comme, par exemple dans un four à induction, on peut réaliser les additions dans le four avant de couler la charge.
Dans les gammes spécifiées plus haut, les éléments d'alliage ne sont efficaces que si l'addition est faite à de l'acier en fusion à l'état basique, et on remarquera que les éléments d'alliage peuvent être ajoutés au creuset lors- .- que l'acier basique est coulé du four ; ou, si on utilise un four à garniture aci- de, l'acier en,fusion et le laitier peuvent être coulés dans une premier poche où le laitier peut être amené à un état basique, et l'acier et le laitier peuvent alors être coulés dans une seconde poche dans laquelle on ajoute les éléments d'alliage.
Les propriétés inhabituelles des pièces d'acier coulé obtenues de la façon précitée ressortent mieux des essais effectués sur des pièces coulées qui ont été composées et traitées à chaud dans les gammes précitées, Les résultats de ces essais sont mis en évidence dans les tableaux donnés ci-après et dans les dessins annexés, dans lesquels :
Figure 1 est un graphique montrant l'effet des températures de recuis- son sur la ténacité des pièces en acier spécial coulé (contenant environ 0,25% de carbone), à la température ambiante; la figure 2 est un graphique montrant l'effet des températures de recuisson sur la ténacité des mêmes pièces en acier spécial coulé, à des basses températures de l'ordre de -40 C;
la figure 3 est un graphique comparant la relation existant entre la dureté et la ténacité' à basse température des mêmes pièces en acier spécial cou- lé, et de pièces en acier spécial coulé pratiquement identiques obtenues de la même façon mais' sans les métaux de terres rares; la figure 4 est un graphique montrant l'effet des températures de reouisson sur la dureté des mêmes pièces en acier spécial coulé; la figure 5 est un graphique comparant la ténacité des pièces en acier spécial coulé (contenant environ 0,26% de carbone) par rapport à celle de pièces en acier spécial coulé pratiquement identiques obtenues et traitées à chaud de la même façon, mais sans le bore ou les métaux de terres rares;
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la figure 6 est un graphique montrant l'effet des températures de recuisson sur les caractéristiques physiques des pièces en acier spécial coulé contenant environ 0,30% de carbone; la figure 7 est un graphique montrant l'effet des températures de recuisson sur les caractéristiques physiques des pièces en acier spécial coulé contenant environ 0,25% de carbone et 1,00% de chrome et de nickel combinés.
Les exemples spécifiques sont décrits comme suit : EXEMPLE lo-
On coule deux charges présentant les analyses suivantes :
EMI5.1
Lharge c un Si P S Cr Mo Ni B nO # ¯¯¯ ¯ ¯ ¯ ¯¯ ¯ ¯¯¯¯¯ 7816 0,25 1,46 0,39 oeOl6 0,027 0,52 0,47 0,26 0,0024
EMI5.2
<tb>
<tb> 7817 <SEP> 0,25 <SEP> 1,46 <SEP> 0,36 <SEP> 0,015 <SEP> 0,027 <SEP> 0,54 <SEP> 0,47 <SEP> 0,26 <SEP> 0,0024
<tb>
On calme la charge n 7816 d'acier en fusion dans un four à incluetion à revêtement basique en ajoutant 0,75 kg d'aluminium par tonne métrique de charge, puis 0,0024% de bore, ensuite 1,0 kg du mélange de métaux de terres rares décrit plus haut par tonne métrique de charge, et finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium,
de manganèse et de silicium par tonne métrique de chargeo On ajoute le bore sous forme d'une composition du commerce qui contient principalement environ 3% de bore, 40% de silicium, et le restant du fer. On peut utiliser d'autres types de matières contenant du bore, si on le désireo
On calme l'acier en fusion de la charge n 7817 dans un four à induction à revêtement basique en ajoutant 1,25 kg d'aluminium par tonne métrique de charge, puis-0,0024% de bore, et finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métrique de chargée
On coule les deux charges en blocs d'essai standard que l'on stabilise et que l'on découpe en sections de 6,35 cm de longueur.
On stabilise toutes les sections en les chauffant à 9550Ci et on les maintient à cette température pendant 2 heures. On refroidit ensuite les sections à.l'air et on les durcit en les chauffant à 900 C, température à laquelle on les maintient pendant une heure, puis on les refroidit brusquement dans l'eauo Le traitement à chaud de recuisson pour ces sections est le suivant :
EMI5.3
<tb>
<tb> Charge <SEP> et <SEP> bloc <SEP> Température <SEP> en
<tb>
EMI5.4
nOs 7816/7817 degrés centigrade
EMI5.5
<tb>
<tb> 1 <SEP> 38
<tb> 2 <SEP> 93
<tb> 3 <SEP> 149
<tb> 4 <SEP> 204
<tb> 5 <SEP> 260
<tb> 6 <SEP> 316
<tb> 7 <SEP> 372
<tb> 8 <SEP> 427
<tb> 9 <SEP> 482
<tb> 10 <SEP> 538
<tb> 1.1 <SEP> 593
<tb> 12 <SEP> 649
<tb> 13 <SEP> 704
<tb>
Dans tous les cas, on maintient la température pendant deux heures et on refroidit ensuite les sections en les plongeant dans l'eau,,
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Après les avoir traitées à chaud, on usine les sections pour en obtenir quatre éprouvettes Charpy.
Les lectures de dureté prises sur les éprouvettes Charpy essayées sont les suivantes :
EMI6.1
<tb>
<tb> Bloc <SEP> n <SEP> Lectures <SEP> Rookwell <SEP> "C" <SEP> Moyenne <SEP> Rockwell <SEP> "C" <SEP> convertie <SEP> en
<tb>
EMI6.2
¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Brinell
EMI6.3
<tb>
<tb> 7816 <SEP> 47,5-48-47-47,5 <SEP> 472
<tb> " <SEP> 1 <SEP> 45-47,5-47,5-48 <SEP> 465
<tb> " <SEP> 2 <SEP> 46,5-48-47-47 <SEP> 465
<tb> " <SEP> 3 <SEP> 47-48-47-48,5 <SEP> 472
<tb> " <SEP> 4 <SEP> 47-47,5-45,5-47 <SEP> 458
<tb> " <SEP> 5 <SEP> 45,5-46-45,5-46 <SEP> 446
<tb> " <SEP> 6 <SEP> 44-45-44-45 <SEP> 434
<tb> " <SEP> 7 <SEP> 42-43-43-43,5 <SEP> 415
<tb> " <SEP> 8 <SEP> 40-40-39-40 <SEP> 385
<tb> " <SEP> 9 <SEP> 36,5-37-36-38 <SEP> 356
<tb> " <SEP> 10 <SEP> 34,5-34,5-34,5-35,5 <SEP> 333
<tb> " <SEP> 11 <SEP> 28-29-28-30 <SEP> 282
<tb> " <SEP> 12 <SEP> 21,5-23,5-20-24,
5 <SEP> 244
<tb> " <SEP> 13 <SEP> 18-19-18,5-17 <SEP> 222
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
Bloc n (suite)Lectures Rockwell "C" Moyenne Rockwell "C" convertie ¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ en Brinell 7817 47-47-44-45 446 Il 1 4.f, 5-lH7-h.5, 5-'.7 458 tri 2 ,6'p¯46¯-r ,58 il 3 o¯47y5-6¯7 458 n ,4. 4.5 s 5-%+7-.5--7 152 " 5 -,5-46-..-!5,5 /,, i, 0 6 43-44-43-44 lu21 1" 7 41-F3-.1,5-1.:.2 . 405 " 8 39-40-395-40 380 'P 9 36-37-36-37 351 n 10 35,5-3,5-32,5-3,5 329, 1-1 27,5-29,5-27-29 278 r, 12 46-4.6-49-49 238 11 13 4-6-43-57-54 220
EMI7.2
Les résultats Charpy à température ambiante sont les sui-
EMI7.3
1 vpnts:
Bloc n Charpy m-kg Moyenne Brinell (obtenus o partir ¯¯¯¯¯ '¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ de Rockieel.1 "C")¯¯¯¯ 7816 2,63-2,49-2,49-2,63 2,56 472 i1 1 ' 3,04-2,90-2,90-2,90 2,90 au6 11 2 2,35-2,4.-2,63-2,77 2,56 4.65 " z. 3,32-2,90-2,77-2,77 2,90 1..72 l z,90-; ,77-3,01,.-3,0l,. 2,90 L58 fi 5 ' 2,49-2,77-2,63-2,63 2,63 .44.6 n 6 2,90-3,04-2,63-2,49 2,77 434 7 2,.I,9-2,6.3-2,63-1;94 2,40 415 11 gaz 3,18-3,0.-3,18-2,90 3,04 385 9 4,42-3,59-44.2-4,42 4,22 356 10 5,53-5,53-5,39-5,39 5746. 333 11 .7,19-7,74-7,60-7,47 7,47 282 \1 12 9,/+0-9,4:
0-9,13-'),96 9,4.7 zl,.4 ss 13 8,30-7,88-9,26-7,33 8,16 222
EMI7.4
<tb>
<tb> 7817 <SEP> 1,94-1,80-2,21-2,07 <SEP> 2,01 <SEP> 446
<tb>
EMI7.5
''Il 1 2,21-2,21-2,07-2,21 2,21 lez56 n ' z 2,07-2,07-2,21-2,35 2,21 458 11 3 2,35-2,35-2,21-2,35. 2,35 458 , 4 1,94-2,07-2,21-2,21 2,07 452 tt 5 1,94-1,80-1,66-2,07 1,87 4.40 1 6 1,94-2,07-2,07 X 2,01 421 .'" 7 ' 2,07-1,94-2,07-1,94 2,01' 405 2,21-2,35-2,21-2,35 2 28 .9 .935-).Y 9 2,90-2,90-2,63-2,90 2,83 351 11 10 4,15-4,05-4,01-4,15 4,15 z9 Il Il 5,25-5,53-5,53-5,39 5,39 278
EMI7.6
<tb>
<tb> 12 <SEP> ' <SEP> 6,36-6,36-6,78-6,78 <SEP> 6,58 <SEP> 238
<tb> 13 <SEP> 6,36-5,95-7,88-7,47 <SEP> 6,57 <SEP> 220
<tb>
EMI7.7
Des résultats Charpy à. -40 C sont les suivants:
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
<tb>
<tb> Bloc <SEP> n <SEP> Charpy <SEP> m-kg <SEP> Moyenne <SEP> Brinell <SEP> (obtenus <SEP> à <SEP> partir <SEP> de <SEP> Rockwell <SEP> "C")
<tb> 7816 <SEP> 2,49-2,35-2,63-2,63 <SEP> 2,49 <SEP> 472
<tb> " <SEP> 1 <SEP> 2,35-2,35-2,77-2,77 <SEP> 2,56 <SEP> 465
<tb> " <SEP> 2 <SEP> 2,21-2,77-2,63-2,63 <SEP> 2,56 <SEP> 465
<tb> " <SEP> 3 <SEP> 2,90-3,04-2,90-3,04 <SEP> 2,90 <SEP> 472
<tb> " <SEP> 4 <SEP> 2,90-2,90-2,90-3,04 <SEP> 2,90 <SEP> 458
<tb> " <SEP> 5 <SEP> 2,07-2,77-2,90-2,77 <SEP> 2,56 <SEP> 446
<tb> " <SEP> 6 <SEP> 2,77- <SEP> 2,63- <SEP> 2,49-2,07 <SEP> 2,49 <SEP> 434
<tb> " <SEP> 7 <SEP> 0,97-2,49-2,63 <SEP> X <SEP> 2,01 <SEP> 415
<tb> " <SEP> 8 <SEP> 2,21-3,18-2,49-2,49 <SEP> 2,56 <SEP> 385
<tb> " <SEP> 9 <SEP> 2,90-2,49-2,77-2,97 <SEP> 2,70 <SEP> 356
<tb> " <SEP> 10 <SEP> 3,87-3,59-3,73-3,46 <SEP> 3,
66 <SEP> 333
<tb> " <SEP> 11 <SEP> 7,05-7,19-7,05-7,33 <SEP> 7,12 <SEP> 282
<tb> " <SEP> 12 <SEP> 8,57-8,99-8,71-8,99 <SEP> 8,78 <SEP> 244
<tb> " <SEP> 13 <SEP> 4,01-5,25-6,08-5,12 <SEP> 5,12 <SEP> 222
<tb> 7817 <SEP> 2,63-2,08-2,07-1,94 <SEP> 2,14 <SEP> 446
<tb> " <SEP> 1 <SEP> 2,07-2,35-1,79-2,21 <SEP> 2,07 <SEP> 458
<tb> " <SEP> 2 <SEP> 2,35-1,.94-1,94-2,07 <SEP> 2,07 <SEP> 458
<tb> " <SEP> 3 <SEP> 2,49-2,21-2,21-2,21 <SEP> 2,28 <SEP> 458
<tb> " <SEP> 4 <SEP> 2,63-2,09-2,35-2,08 <SEP> 2,28 <SEP> 452
<tb> " <SEP> 5 <SEP> 1,79-1,38-1,66-1,94 <SEP> 1,66 <SEP> 440
<tb>
EMI8.2
" 6 l, 79-7,11-3., 79-1 52 z 52 421
EMI8.3
<tb>
<tb> " <SEP> 7 <SEP> 1,94-1,11-1,94-1,66 <SEP> 1,66 <SEP> 405
<tb> " <SEP> 8 <SEP> 1,66-1,94-1,38-1,38 <SEP> 1,59 <SEP> 380
<tb> " <SEP> 9 <SEP> 2,07-2,21-2,21-2,21 <SEP> 2,21 <SEP> 351
<tb> " <SEP> 10 <SEP> 3,04-2,90-2,77-2,90 <SEP> 2,
90 <SEP> 329
<tb>
EMI8.4
if 4 56-5 12-5 25-5 12 5,05 278 " 12 5,53-4,56-4,98-4,98 5,05 238 " 13 4,01-3,04-4., 98-4,84 4, 22 220
Les graphiques représentés sur les Figso 1 à 4 découlent des données précitées et montrent les relations qui existent entre les températures de recuisson la ténacité, la dureté et la technique des additions.
Dans chacune des Fiso 1,2, 3, et 4, les courbes A,C,E et G représentent les propriétés de la charge n 7817 qui ne contient pas de métaux de terres rareso Dans ces mêmes figures, les courbes B,D, F et H représentent les propriétés de la charge n 7816 qui contient des métaux de terres rares.
Sur la Fig. 1, on voit qu'une températurede recuisson de l'ordre de 370 C aboutit à la formation d'une zone cassante dans le cas:de l'acier contenant des éléments de terres rares et du bore (charge n 7816), comme le montre, la courbe supérieure dans ce graphique. On constate que les sections traitées à chaud à des températures supérieures à 370 C ont une résistance à l'usure inadéquate par suite des valeurs de dureté faibles représentées sur la Figo 4.
Sur la Fig. 1, on voit que l'on obtient les meilleurs résultats en ce qui conoerne la ténacité avec des températures de recuisson comprises entre 150 et 205 C, quoiqu'on puisse obtenir de très bons résultats sous ce rapport avec des températures de recuisson inférieures à 315 C.
La Fige 2 montre qu'une température de recuisson de 370 C aboutit à la formation d'une zone cassante à basse température dans le cas de l'acier contenant des éléments de terres rares et du bore (charge n 7816) représentée par la courbe supérieure du graphique. On obtient les meilleurs résultats sous ce rapport en utilisant des températures de recuisson comprises entre 150 et 250 C, quoiqu'on ait obtenu d'excellents résultats à des températures inférieure à 315 Co
<Desc/Clms Page number 9>
Comme le montrent les deux graphiques des Figso 1 et 2, l'acier auquel on a ajouté des éléments de terres rares (charge n 7816) est de beaucoup supérieur au point de vue ténacité à l'acier auquel les éléments de terres rares n' ont pas été ajoutés (charge n 7817)0
Sur la Fige 3,
on voit qu'une zone cassante est présente dans l'acier (charge n 7816) à une dureté Brinel d'environ 4150 A des valeurs de dureté supérieure à 415, la ténacité augmente, et atteint son maximum à une dureté Brinell de 440 ou plus.
EXEMPLE 2.-
La Figo 5 est un graphique comparant la ténacité de l'acier spécial de l'invention à celle d'aciers en substance identiques mais dépourvus de bore ou de métaux de terres rares. Sur cette figure la courbe I représente les propriétés de la charge n 7719 qui ne contient pas de. métaux de terres rares, la courbe J celles de la charge n 7718 qui ne contient pas de bore, et la courbe K celles de la charge n 7773 qui contient du bore et des métaux de terres rares. On voit que l'alliage d'acier de la charge n 7718 qui ne contient pas de bore est le moins tenace, et que l'alliage d'acier de la charge n 7719 qui ne contient pas de métaux de terres rares est moins tenace que celui de la charge n 7773 qui contient du bore et des métaux de terres rares.
Le tableau suivant compare la composition de ces trois charges
EMI9.1
<tb>
<tb> Charge <SEP> n <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ni <SEP> B
<tb> 7773 <SEP> 0,26 <SEP> 1,35 <SEP> 0,34 <SEP> 0,015 <SEP> 0,027 <SEP> 0,51 <SEP> 0,50 <SEP> 0,25 <SEP> 0,0024
<tb> 7719 <SEP> 0,26 <SEP> 1,38 <SEP> 0,25 <SEP> 0,016 <SEP> 0,027 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,24 <SEP> 0,0024
<tb> 7718 <SEP> 0,26 <SEP> 1,32 <SEP> 0,28 <SEP> 0,016 <SEP> 0,027 <SEP> 0,52 <SEP> 0,49 <SEP> 0,25
<tb>
On traite la charge n 7773 en fusion suivant la technique décrite plus haut, avec 0,75 kg d'aluminium par tonne métrique de charge, et on ajoute ensuite 1 kg du mélange de métaux de terres rares par tonne métrique de charge , puis 0,0024% de bore sous forme de la composition du commerce mentionnée plus haut et finalement 1,
5 kg de mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métrique de charge.
On traite la charge n 7719 en fusion en ajoutant 1,25 kg d'aluminium par tonne métrique de charge, ensuite 0,0024% de bore sous forme de la composition du commerce mentionnée plus haut,, et finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métrique de charge.
On traite la charge n 7718 en fusion en ajoutant 0,75 kg d'aluminium par tonne métrique de charge, ensuite 1 kg du mélange de métaux de terres rares par tonne métrique de charge, et finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métrique de charge
Ces trois charges ont été produites dans des fours à induction à revêtement basique, et la technique d'addition est identique sauf qu'on supprime le mélange de métaux de terres rares dans la charge n 7719 et qu'on supprime le bore dans la charge n 77180
On coule 1 acier obtenu à partir de ces charges en éprouvettes et en blocs Charpy de 2,54 cm x 15,24 cm x 25,4 cm.
On stabilise toutes les éprouvettes et les blocs Charpy à 9550G pendant deux heureso On usine les éprouvettes en chevilles que l'on insère dans les blocs Charpy de 12,7 orna On durcit ensuite tous les blocs en les chauffant à 900 C, en les maintenant à cette température pendant une heure et en les refroidissant brusquement dans l'eau. Les traitements de recuisson des différents blocs sont les suivants :
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
Charge et J)loo n Température en degrés 06ntigra(les 7773-ICY 7719-ICY 7718-10 538
EMI10.2
<tb>
<tb> 7773-IX, <SEP> 7719-IX <SEP> 7718-IX <SEP> 566
<tb> 7773-IA, <SEP> 7719-IA, <SEP> 7718-IA <SEP> 593
<tb>
EMI10.3
7773-20e 7719-20, 7718-2e 593
EMI10.4
<tb>
<tb> 7773-2X, <SEP> 7719-2X <SEP> 7718-2X <SEP> 629
<tb> 7773-2A, <SEP> 7719-2A, <SEP> 7718-2A <SEP> 654
<tb>
EMI10.5
7773-50Y 7719-50, 7718-50 605
EMI10.6
<tb>
<tb> 7773-5X, <SEP> 7719-5X, <SEP> 7718-5X <SEP> 641
<tb> 7773-5A, <SEP> 7779-5A, <SEP> 7718-5A <SEP> 677
<tb> 7773-80 <SEP> 605
<tb> 7773-8X <SEP> 641
<tb> 7773-8A <SEP> 677
<tb> 7719-80 <SEP> 605
<tb> 7719-8X <SEP> 641
<tb>
On maintient dans tous les cas la température pendant 2 heures et on refroidit les sections en les plongeant dans l'eau.
Après un traitement à chaud final, on prend des lectures de dureté à partir de tranches des bloos de 12,7 cm, de la façon suivante;. :
EMI10.7
<tb>
<tb> Charge <SEP> et <SEP> Lectures <SEP> Rockwell <SEP> "C" <SEP> du <SEP> centre <SEP> à <SEP> la <SEP> surface
<tb> bloc <SEP> n
<tb> 7773-50 <SEP> 27,5-28,0-29,0-29,0-29,0-29,0-29,0-29,0
<tb> 30,0-29,5-30,0-30,0-30,0-30,5-30,0
<tb> 7773-5X <SEP> 25,0-25,0-24,5-24,5-25,5-25,0-25,0-25,0
<tb> 25,0-25,0-25,5-25,0-25,5-25,0-26,0-26,0
<tb> 7773-5A <SEP> 20,0-21,0-20,5-20,0-21,0-20,5-22,0-21,5
<tb> 21,0-22,0-21,5-22,0-21,5-22,5-23,0-22,5
<tb> 7719-5C <SEP> 27,0-27,0-27,0-27,0-27,0-27,0-27,5-28,0
<tb> 27,5-28,0-28,5-29,0-28,5-29,5-29,0-29,5
<tb> 7719-5X <SEP> .
<SEP> 26,0-25,0-25,0-26,0-26,0-26,0-25,5-26,5 <SEP>
<tb> 26,0-26,0-25,5-26,0-26,0-26,0-25,5-25,5
<tb> 7719-5A <SEP> 22,0-22,0-21,5-21,5-21,5-21,5-21,5-22,0
<tb> 22,0-22,0-22,0-22,0-22,0-22,5-23,0-23,0
<tb> 7718-5C <SEP> 25,0-25,0-24,5-24,0-24,0-25,5-25,0-25,0
<tb> 26,5-26,0-25,5-27,5-27,0-26,5-27,5-30,0
<tb> 7718-5X <SEP> 23,0-22,0-22,0-23,0-23,0-23,0-22,5-23,0
<tb> 23,0-23,0-24,0-24,0-25,0-24,5-26,0-27,0
<tb> 26,5
<tb> 7718-5A <SEP> 18,0-19,0-18,5-19,0-18,5-20,0-19,5-20,0
<tb> 20,0-20,0-20,5-20,0-21,0-22,0-22,5-23,5
<tb> 24,0
<tb>
On prélève ensuite des éprouvettes Charpy des chevilles et des blocs Charpy de 12,7 cm, et les résultats,
après un essai à -40 C sont les suivants
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb>
<tb> Charge <SEP> et <SEP> Emplacement
<tb> bloc <SEP> n <SEP> de <SEP> l'entaille
<tb> à <SEP> partir <SEP> de <SEP> Moyenne
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> la <SEP> surface <SEP> m-kg <SEP> à <SEP> -40 C <SEP> Moyenne <SEP> Brinell
<tb> 7773-5C <SEP> 2,54 <SEP> cm <SEP> 6,91-7,05-7,47-7,47 <SEP> 7,38 <SEP> 287
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 7,47-7,47-7,47 <SEP> X
<tb> 7773-5X <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 8,71-7,88-8,99-8,43 <SEP> 8,69 <SEP> 261
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 8,84-8,57-8,85-8,85
<tb> 7773-5A <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 9,50-9,50-9,26-9,68 <SEP> 9,72 <SEP> 241
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 9,96-10,23-9,96-9,68
<tb> 7719-50 <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 5,12-5,12-4,97-5,25 <SEP> 5,32 <SEP> 279
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 5,25-5,53-5,95-5,39
<tb> 7719-5X <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 5,12-5,53-5,53-5,53 <SEP> 5,
69 <SEP> 258
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 5,95-5,95-5,95-5,95
<tb> 7719-5A <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 6,08-6,08-5,95-6,22 <SEP> 6,08 <SEP> 238
<tb>
EMI11.2
6,35 " 6,08-6,08-6,22-6,08
EMI11.3
<tb>
<tb> 7718-5C <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 3,02-3,18-3,18-3,46 <SEP> 2,77 <SEP> 272
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 2,49-2,63-2,21-1,94
<tb> 7718-5X <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 4,98-5,25-5,53-4,56 <SEP> 4,59 <SEP> 255
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 4,15-4,56-3,87-3,73
<tb> 7718-5A <SEP> 2,54 <SEP> " <SEP> 5,39-6,64-6,78-6,08 <SEP> 5,89 <SEP> 229
<tb> 6,35 <SEP> " <SEP> 5,12-5,81-5,67-5,67
<tb>
Les données précitées en ce qui concerne les charges n 7718, 7719 et 7773 sont graphiquement reproduites sur la Figo 5 d'où il ressort que la.charge n 7773 donne un acier qui est beaucoup plus tenace que celui des deux autres charges.
EXEMPLE 3.-
On prépare une charge de four à induction à revêtement basique suivant le tableau ci-après :
EMI11.4
<tb>
<tb> Charge <SEP> n <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ni <SEP> B
<tb> 9203 <SEP> 0,30 <SEP> 1,42 <SEP> 0,40 <SEP> 0,010 <SEP> 0,016 <SEP> 0,64 <SEP> 0,54 <SEP> 0,27 <SEP> 0,0026
<tb>
On traite l'acier en fusion en ajoutant 0,75 kg d'aluminium par tonne métrique, ensuite 0,0026% de bore, 1,0 kg du mélange de métaux de terres rares par tonne métrique, et finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métriqueo
On stabilise des éprouvettes coulées à partir de cette charge en les refroidissant à l'air à partir de 955 C, après les avoir maintenues pendant 2 heures à cette température.
On durcit ensuite les éprouvettes en les chauffant à 900 C, puis on les-trempe à l'eau après les avoir maintenues une heure à cette température et on les recuit ensuite pendant 2 heures en les chauffant à différentes températures suivies par une trempe à l'eau. On choisit les températures de recuisson utilisées de façon à obtenir une gamme de dureté allant de 250 à 500 Brinell par tranches d'environ 50 points Brinello On vieillit toutes les éprouvettes de traction pendant 24 heures à 120 Ce Le tableau suivant donne les propriétés mécaniques de quatorze pièces coulées différentes obtenues à partir de cette ohargeo
Le tableau comprend au total 21 ligneso Elles sont divisées en sept groupes de trois lignes.
Les deux premières lignes de chaque groupe montrent les qualités d'une paire de pièces coulées, tandis que la troisième ligne de chaque groupe donne la moyenne des qualités données dans les lignes précédenteso Ainsi,
<Desc/Clms Page number 12>
les lignes 1 et 2, 4 et 5, 7 et 8, 10 et 11, 13 et 14, 16 et 17, 19 et 20 représentent les qualités de pièces coulées individuelles et les lignes 3, 6, 9, 12, ' 15, 18 et 21 la moyenne des qualités décrites dans les deux lignes précédant chacune de ces lignes.
EMI12.1
<tb>
<tb>
Série <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7. <SEP> 8
<tb> 1 <SEP> 121 <SEP> 139,5 <SEP> 175,0 <SEP> 10,0 <SEP> 31,5 <SEP> 2,49-2,35 <SEP> 1,79-2,21 <SEP> 514
<tb> 2 <SEP> 121 <SEP> 154,0 <SEP> 173,0 <SEP> 9,5 <SEP> 29,8 <SEP> 2,35-2,35 <SEP> 2,07-2,07 <SEP> 514
<tb> 3 <SEP> Moyenne <SEP> 121 <SEP> 146,0 <SEP> 174,0 <SEP> 9,75 <SEP> 30,7 <SEP> 2,39 <SEP> 2,04 <SEP> 514
<tb> 4 <SEP> 177 <SEP> 137,0 <SEP> 168,0 <SEP> 9,5 <SEP> 31,2 <SEP> 2,35-2,21 <SEP> 2,21-2,35 <SEP> 495
<tb> 5 <SEP> 177 <SEP> 137,0 <SEP> 166,0 <SEP> 9,0 <SEP> 30,2 <SEP> 2,49-2,68 <SEP> 2,21-2,21 <SEP> 495
<tb> 6 <SEP> Moyenne <SEP> 177 <SEP> 137,0 <SEP> 167,0 <SEP> 9,25 <SEP> 30,7 <SEP> 2,41 <SEP> 2,30 <SEP> 495
<tb> 7 <SEP> 288 <SEP> 137,0 <SEP> 167,5 <SEP> 9,5 <SEP> 31,8 <SEP> 1,66-1,79 <SEP> 1,79-1,24 <SEP> 444
<tb> 8 <SEP> 288 <SEP> 137,0 <SEP> 168,0 <SEP> 10,0 <SEP> 29,8 <SEP> 1,
51-1,66 <SEP> 1,79-1,79 <SEP> 444
<tb> 9 <SEP> Moyenne <SEP> 288 <SEP> 137,0 <SEP> 168,2 <SEP> 9,75 <SEP> 30,8 <SEP> 1,65 <SEP> 1,65 <SEP> 444
<tb> 10 <SEP> 399 <SEP> 132,0 <SEP> 144,0 <SEP> Il,0 <SEP> 33,8 <SEP> 1,94-1,94 <SEP> 1,38-1,38 <SEP> 429
<tb> 11 <SEP> 399 <SEP> 133,0 <SEP> 144,0 <SEP> 10,5 <SEP> 33,8 <SEP> 2,08-1,79 <SEP> 0,97-1,38 <SEP> 429
<tb> 12 <SEP> Moyenne <SEP> 399 <SEP> 132,5 <SEP> 144,0 <SEP> 10,75 <SEP> 33,8 <SEP> 1,94 <SEP> 1,30 <SEP> 429
<tb> 13 <SEP> 510 <SEP> 115,0 <SEP> 124,5 <SEP> 13,0 <SEP> 37,0 <SEP> 3,59-3,59 <SEP> 2,21-2,35 <SEP> 388
<tb> 14 <SEP> 510 <SEP> 117,0 <SEP> 125,0 <SEP> 13,0 <SEP> 35,7 <SEP> 3,59-3,73 <SEP> 2,21-2,21 <SEP> 375
<tb> 15 <SEP> Moyenne <SEP> 510 <SEP> 116,0 <SEP> 125,0 <SEP> 13,0 <SEP> 36,4 <SEP> 3,64 <SEP> 2,25 <SEP> 382
<tb> 16 <SEP> 566 <SEP> 106,0 <SEP> 113,0 <SEP> 15,0 <SEP> 44,9 <SEP> 4,77-4,77 <SEP> 4,15-4,
25 <SEP> 352
<tb> 17 <SEP> 566 <SEP> 105,0 <SEP> 113,0 <SEP> 15,5 <SEP> 47,5 <SEP> 4,98-4,98 <SEP> 4,01-3,73 <SEP> 352
<tb> 18 <SEP> Moyenne <SEP> 566 <SEP> 105,0 <SEP> 113,0 <SEP> 15,3 <SEP> 46,2 <SEP> 4,80 <SEP> 4,09 <SEP> 352
<tb> 19 <SEP> 677 <SEP> 69,5 <SEP> 82,0 <SEP> 21,0 <SEP> 58,1 <SEP> 8,71-8,99 <SEP> 7,88-8,61 <SEP> 248
<tb> 20 <SEP> 677 <SEP> 70,0 <SEP> 84,0 <SEP> 21,5 <SEP> 57,0 <SEP> 9,62-8,99 <SEP> 8,99-9,13 <SEP> 255
<tb> 21 <SEP> Moyenne <SEP> 677 <SEP> 69,75 <SEP> 83,0 <SEP> 21,3 <SEP> 57,6 <SEP> 9,04 <SEP> 8,50 <SEP> 252
<tb>
Les colonnes de ce tableau représentent les données suivantes
La colonne 1, des températures en degrés centigrade; le colonne 2, la résistance à la flexion en kg par mm2; la colonne 3, la résistance à la traction en kg par mm2 ; lescolonnes 4 et 5, l'allongement et la réduction de surface en pour-cent;
la colonne 6, des valeurs de choc Charpy à température ambiante; la colonne 7, des valeurs de choc Charpy à -40 C; et la colonne 8, des valeurs de dureté Brinello
Les données du tableau ci-dessus en ce qui concerne la charge n 9203 sont représentées graphiquement sur la Figo 6, qui montre l'effet de la température de recuisson sur les propriétés mécaniques de l'alliage d'aciero La colonne verticale de droite sur la Fig. 6 représente le rendement en résistance à la trac tion en kg/mm2o Trois colonnes verticales sont prévues à gauche sur la Fig. 6, la colonne S représentant des pourcentages d'allongement et de réduction de surfa ce; la colonne T des valeurs de choc Charpy en m-kg;
tandis que la troisième colonne représente des valeurs Brinell, comme indiquée La signification des trois courbes différentes de la Figo 6 est la suivante :
La courbe L représente les valeurs de résistance à la flexion de la colonne 2 du'tableau; la courbe M les valeurs de résistance à la traction de la colonne 3 ; la courbe N les valeurs du pourcentage d'allongement de la colonne 4 ; la courbe 0 les valeurs du pourcentage de réduction de surface de la colonne 5; la courbe P les valeurs de choc Charpy à température ambiante de la colonne 6 ; la courbe Q l.es valeurs de choc Charpy à -40 C de la colonne 7;
et la courbe R les valeurs de dureté Brinell de la colonne 80
On peut remarquer que des essais réalisés à -40 C, ont montré l'exista ce d'une zone cassante pour les éprouvettes recuites à 370 C, et les éprouvettes
<Desc/Clms Page number 13>
recuites à 285 C ou à une température inférieure sont plus tenaces à -40 C que celles recuites à des températures situées entre 315 et 430 C.
De plus, la dureté Brinell des échantillons recuits à une température supérieureà 370 C indique une résistance à l'usure non satisfaisanteo EXEMPLE 4.-
On prépare de la façon habituelle une charge de 91 kg de 1 acier de l'invention ayant la composition indiquée dans le tableau suivant, dans un four à induction basique
EMI13.1
<tb>
<tb> Chargea <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ni <SEP> B
<tb> 9156 <SEP> 0,24 <SEP> 1,31 <SEP> 0,42 <SEP> 0,009 <SEP> 0,018 <SEP> 1,03 <SEP> 0,58 <SEP> 0,95 <SEP> 0,0027
<tb>
On désoxyde la charge en ajoutant 0,75 kg d'aluminium par tonne métriqueo Après la désoxydation, on ajoute 1,0 kg du mélange de métaux de terres rares par tonne métrique et 0,0027% de bore.
On ajoute finalement 1,5 kg d'un mélange de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métriqueo
On stabilise des éprouvettes coulées à partir de cette charge en les chauffant à 955 C. Après les avoir maintenues pendant 2 heures à cette température, on les adoucit à 680 C pendant 2 heures et on les refroidit ensuite à l'airo On trempe ensuite les éprouvettes dans l'eau à partir de 900 C, après les avoir maintenues pendant une heure à température, et on les recuit ensuite en les maintenant pendant 2 heures à différentes températures suivies d'une trempe à l'eau.
On choisit les températures de recuisson utilisées pour obtenir une gamme de dureté allant environ de 250 à 450 Brinell, par tranches d'environ 50 points de dureté Brinello On vieillit toutes les éprouvettes de traction pendant 24 heures à 120 C. Le tableau suivant donne les propriétés mécaniques obtenues à partir de cette charge.
Le tableau contient au total 18 lignes. Elles sont divisées en six groupes de trois lignes chacun. Les deux premières lignes de chaque groupe de trois représentent les qualités d'une paire de pièces coulées, tandis que la troisième ligne de chaque groupe donne la moyenne des qualités données dans les deux lignes précédenteso Ainsi, les lignes 1 et 2, 4 et 5, 7 et 8, 10 et 11, 13 et 14,16 et 17 , représentent les qualités de pièces coulées individuelles, et les lignes 3, 6, 9, 12,15 et 18 la moyenne des qualités décrites dans les deux lignes précédant chacune de ces lignes .
EMI13.2
<tb>
<tb>
Série <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> 1 <SEP> 121 <SEP> 127,0 <SEP> 161,0 <SEP> 9,0 <SEP> 32,1 <SEP> 3,73-3,02 <SEP> 3,18-2,77 <SEP> 461
<tb> 2 <SEP> 121 <SEP> 129,0 <SEP> 162,0 <SEP> 9,0 <SEP> 33,4 <SEP> 3,32-3,32 <SEP> 3,04-3,46 <SEP> 461
<tb> 3 <SEP> Moyenne <SEP> 121 <SEP> 128,0 <SEP> 161,5 <SEP> 9,0 <SEP> 32,8 <SEP> 3,36 <SEP> 3,11 <SEP> 461
<tb> 4 <SEP> 204 <SEP> --- <SEP> --- <SEP> --- <SEP> -- <SEP> 3,73-3,59 <SEP> 3,73-3,18 <SEP> ---
<tb> 5 <SEP> 204 <SEP> 131,0 <SEP> 161,0 <SEP> 11,5 <SEP> 35,0 <SEP> 2,77-3,73 <SEP> 3,04-3,18 <SEP> 444
<tb> 6 <SEP> Moyenne <SEP> 204 <SEP> 131,0 <SEP> 161,0 <SEP> 11,5 <SEP> 35,0 <SEP> 3,46 <SEP> 3,32 <SEP> 444
<tb> 7 <SEP> 427 <SEP> 127,0 <SEP> 132,0 <SEP> 11,5 <SEP> 35,7 <SEP> 2,61-2,90 <SEP> 2,35-2,21 <SEP> 388
<tb> 8 <SEP> x <SEP> 427 <SEP> 128,0 <SEP> 134,0 <SEP> .9,5 <SEP> 27,8 <SEP> 2,
77-2,77 <SEP> 1579-le66 <SEP> 388
<tb> 9 <SEP> Moyenne <SEP> 427 <SEP> 127,0 <SEP> 132,0 <SEP> 11,5 <SEP> 35,7 <SEP> 2,80 <SEP> 2,01 <SEP> 388
<tb> 10 <SEP> 552 <SEP> 113,0 <SEP> 117,0 <SEP> 13,5 <SEP> 43,1 <SEP> 5,25-4,98 <SEP> 3,04-3;04 <SEP> 358
<tb> 11 <SEP> 552 <SEP> 111,0 <SEP> 118,0 <SEP> 13,5 <SEP> 41,6 <SEP> 5,39-5,39 <SEP> 3,04-3,18 <SEP> 358
<tb> 1.2 <SEP> Moyenne <SEP> 552 <SEP> 112,0 <SEP> 117,5 <SEP> 13,5 <SEP> 42,4 <SEP> 5,25 <SEP> 3,08 <SEP> 358
<tb> 13 <SEP> 635 <SEP> 76,8 <SEP> 89,0 <SEP> 19,0 <SEP> 56,0 <SEP> 8,85-9,26 <SEP> 8,85-8,29 <SEP> 269
<tb> 14 <SEP> 635 <SEP> 77,5 <SEP> 89,0 <SEP> 21,5 <SEP> 57,5 <SEP> 9e63-8,85 <SEP> 8,02-8,29 <SEP> 269
<tb> 15 <SEP> Moyenne <SEP> 635 <SEP> 77,0 <SEP> 89,0 <SEP> 20,3 <SEP> 56,8 <SEP> 9,03 <SEP> 8,37 <SEP> 269
<tb> 16 <SEP> 677 <SEP> 67,0 <SEP> 80,8 <SEP> 22,0 <SEP> 58,8 <SEP> 10,51-10,78 <SEP> 9,96-9,
96 <SEP> 241
<tb> 17 <SEP> . <SEP> 677 <SEP> 67,0 <SEP> 81,2 <SEP> 23,0 <SEP> 55,2 <SEP> 10,78-10,32 <SEP> .9,82-9,96 <SEP> 241
<tb> 18 <SEP> Moyenne <SEP> 677 <SEP> 67,0 <SEP> 81,0 <SEP> 22,5 <SEP> 57,0 <SEP> 10,62 <SEP> 9,93 <SEP> 241
<tb>
<Desc/Clms Page number 14>
@ Eprouvette défectueuse.
Non incluse dans la moyenne des données pour la Figo7o
Les colonnes du tableau ci-dessus représentent ce qui suit
La colonne 1, les températures en degrés centigrade...; la colonnes 2, la résistance à la flexion en kg par mm2 ; colonne 3, la résistance à la tension en kg par mm2 ; colonnes 4 et 5, l'allongement et la réduction de la sur- face en pourcent ; la colonne 6, des valeurs de choc Charpy à température ambiante ;
la colonne 7, des valeurs de choc Charpy à -40 C; ét la colonne 8 des valeurs de dureté Brinello
L'effet des températures de recuisson sur les propriétés physiques de cet acier est représenté graphiquement sur, la Fige 70 La courbe montre que des températures de reouisson inférieures à 370 C donnent des éprouvettes ayant une dureté Brinell de 400 ou plus et des valeurs Charpy de 2,765 m-kg ou plus à tempé. rature ambiante et de 2,074 m-kg ou plus à -40 C. Des températures de recuisson sensiblement supérieures à 370 C, donnent une résistance inadéquate à l'abrasion par suite des faibles valeurs de dureté Brinell représentées sur la Fig. 70 A -40 C, des températures de recuisson supérieures à 370 C et inférieures à 480 C provoquent la formation d'une zone cassante.
La zone cassante à température ambiante n'est pas si prononcée dans le cas de cette charge; cependant ,il est à remarquer que les valeurs Charpy les plus faibles à température ambiante sont obtenues pour des éprouvettes recuites à des températures comprises entre 315 et 400 C. Comme mentionné plus haut, des températures de recuisson inférieures à 300 C donnent des valeurs Charpy satisfaisantes à température ambiante et à -40 C ainsi qu'une dureté Brinell satisfaisante de 400 ou pluso
Des éprouvettes coulées à partir de cette charge et recuites à des températures comprises entre 120 et 260 C sont exceptionnellement excellentes du fait que les valeurs Charpy à.température ambiante et à -40 C, sont de 2,765 m-kg ou plus et les valeurs de dureté Brinell sont de 430 ou plus.
EXEMPLE 5.-
On coule trois charges de four à induction de 91 kg présentant les analyses suivantes
EMI14.1
<tb>
<tb> Série <SEP> n <SEP> Charge <SEP> n <SEP> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ni <SEP> B
<tb> 25 <SEP> 8958 <SEP> 0,35 <SEP> 1,42 <SEP> 0,39 <SEP> 0,010 <SEP> 0,013 <SEP> 0,65 <SEP> 0,50 <SEP> 0,27 <SEP> 0,002 <SEP>
<tb> 26 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> 27 <SEP> 8959 <SEP> 0,35 <SEP> 1,42 <SEP> 0,41 <SEP> 0,010 <SEP> 0,014 <SEP> 0,64 <SEP> 0,500,280,002
<tb> 28 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> 30 <SEP> 8960 <SEP> 0,35 <SEP> 1,44 <SEP> 0,41 <SEP> 0,011 <SEP> 0,011 <SEP> 0,64 <SEP> 0,50 <SEP> 0,27 <SEP> 0,002 <SEP>
<tb>
La technique de désocydation et les additions de métaux de terres rares et de bore,
ainsi que du mélange de calcium, de manganèse et de silicium sont en substance identiques à celles décrites avec référence aux charges précédentes.
On coule cinq dents de godet d'excavateur à partir de ces charges et on les stabilise en les chauffant à 955 C et en les maintenant ensuite pendant 2 heures à cette température puis en les refroidissant à l'air Le traitement de durcissement consiste à chauffer les dents à 900 C et à les maintenir pendant une heure à cette température.
On les refroidit ensuite dans l'eau jusqu'à ce qu'elles soient à une température d'environ 95 Co On les réchauffe ensuite à la température de recuisson d'environ 205 C, on les maintient pendant 2 heures à cet te température et on les refroidit à nouveau dans l'eau. On fait des lectures de dureté Brinell pour le dessus de chaque pièce ooulée et on obtient les résultats suivants :
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
<tb>
<tb> Pièce <SEP> coulée <SEP> n <SEP> Brinell
<tb> 25 <SEP> 534
<tb> 26 <SEP> 534
<tb> 27 <SEP> 540
<tb> 28 <SEP> 534
<tb> 30 <SEP> 534
<tb>
On a expérimenté des dents obtenues à partir de ces pièces coulées dans des godets d'excavateur classiques et on les a soumis à un service intensif dans l'extraction du minerais de taoonite, un service exceptionnellement dur où des dents connues jusqu'à présent s'usent dans une mesure telle qu'elles doivent être remplacées après avoir servi à charger 300 camions.
A ce moment, on a interrompu les essais par suite du développement de conditions qui était entièrement indépendantes des dents mais qui ont rendu la continuation des essais impossibleo Les dents faites de ces pièces coulées n'ont pas dû être remplacées avant d'avoir chargé 533 camionso Suivant des estimations conservatrices on aurait pu augmenter ce chiffre d'une centaine si 1 essai des dents avait été poursuivi jusqu au bouto
Après les avoir enlevées, on a examiné ces dents à l'oeil nu et on n'a remarqué aucun écaillage, fissurage ou déformationo On a observé un léger fluage du métal sur les bords des deux faces ainsi que sur les bords des douilles de support prévues sur les côtés des dents, indiquant leur ductilité,
même aux valeurs de dureté élevées décrites plus hauto
Un examen microscopique des dents après leur démontage, a montré la présence d'une couche blanche dure de structure martensitique trempée créée par le chauffage de la surface à sa température critique supérieure d'environ 815 C suivi par un refroidissement rapide, dûs aux conditions de service auxquels les dents sont soumises. En dessous de cette couche, les dents contiennent la structure martensitique représentée sur la Fig. 50 EXEMPLE 6.-
On coule des dents de godet d'excavateur en acier spécial à partir d' une charge présentant la composition suivante :
EMI15.2
Charge n C n.
Si P S Cr Mo N B W
EMI15.3
<tb>
<tb> 6784 <SEP> 0,25 <SEP> 1,33 <SEP> 0,28 <SEP> 0,021 <SEP> 0,013 <SEP> 0,68 <SEP> 0,55 <SEP> 0,04 <SEP> 0,0018 <SEP> 0,003
<tb>
On calme la charge dans le four en ajoutant du ferromanganèse en une quantité suffisante pour amener la teneur en manganèse à égaler pratiquement cel- 'le mentionnée plus haut.
On opère ensuite les additions suivantes dans le creuset: du ferromanganèse en une quantité servant à-augmenter la teneur en silicium à environ 0,28, ensuite 1,5 kg d'aluminium par tonne métrique de charge,0,5 kg de ferrotitane à teneur en carbone élevée par tonne métrique de charge, 0,75 kg du mélange de métaux de terres rares par tonne métrique de charge, 0,0035% en poids de bore et finalement 2,0 kg de calcium, de manganèse et de silicium par tonne métrique de chargée
On stabilise les pièces coulées en les chauffant à environ 155 C, en les maintenant pendant 2 heures à cette température, et en les refroidissant en- suite à l'air,
environ à la température ambianteo On durcit ensuite les pièces cou- lées en les chauffant à environ -900 Co en les maintenant pendant une heure à'oette température, en les maintenant ensuite pendant 4 minutes dans l'air à température ambiante, et en les refroidissant ensuite brusquement dans 1 eau à une température d'environ 70 à 95 C. On place ensuite immédiatement les pièces coulées dans un four de recuisson et on les chauffe à environ 150 C, en les maintenant pendant
2 heures à cette température et on les refroidit ensuite dans l'eau à une tempéra- ture ambiante.
<Desc/Clms Page number 16>
On a trouvé expérimentalement que ces dents ont une vie utile d'environ 930 chargements de camion, comparée à la moyenne de 300 chargements des dents connues. On a fait des lectures de dureté Brinell sur deux des dents avant et après leur démontage, avec les résultats suivants :
EMI16.1
<tb>
<tb> Dent <SEP> n <SEP> Avant <SEP> l'emploi <SEP> Après <SEP> l'emploi
<tb> 104 <SEP> 469 <SEP> 477
<tb> 110 <SEP> 461 <SEP> 461
<tb>
Il ressort de ce qui précède que l'invention consiste en un acier spécial qui présente à la base la composition d'alliage suivante en poids :
EMI16.2
<tb>
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,05%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,07%
<tb> Molybdène)seul <SEP> ou <SEP> en
<tb> Chrome <SEP> ) <SEP> combinaison <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5,00%
<tb> Tungstène)
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 4,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Une pièce coulée en acier ayant cet alliage a une dureté Brinell de 444 ou plus et une valeur de choc Charpy d'au moins 1,38 m-kg à -40 C.
Différents alliages typiques présentent les compositions représentées dans les tableaux suivants :
EMI16.3
<tb>
<tb> Tableau <SEP> 1 <SEP> Constituants <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 0,65%
<tb> Chrome <SEP> 0,70 <SEP> à <SEP> 1,05%
<tb> Nickel <SEP> 0,90 <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb>
Dans cet alliage , le carbone, le manganèse, le silicium,
le bore et les métaux de terre rare sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais les quantités de phosphore, de soufre, de molybdène, de chrome et de nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre le tableau. Une pièce coulée en acier ayant cet alliage a une dureté Brinell d'au moins 4440
EMI16.4
<tb>
<tb> Tableau <SEP> 2 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,025%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,025%
<tb> Molybdène <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> 0,70%
<tb> Chrome <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 1,50%
<tb> Nickel <SEP> Résiduel <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005% <SEP> à <SEP> 0,
005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
<Desc/Clms Page number 17>
Dans cet alliage, le carbone, le manganèse, le silicium, le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais le phosphore, le soufre, le chrome, le molybdène, et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre le ta- , bleauo Une pièce coulée en acier ayant cet alliage est caractérisée par une dureté Brinell d'au moins 444, et une valeur de choc Charpy d'au moins 166 m-kg à -4000.
EMI17.1
<tb>
<tb>
Tableau <SEP> 3 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1,35 <SEP> à <SEP> 1,55%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> 'Molybdène <SEP> 0,47 <SEP> à <SEP> 0,53%
<tb> Chrome <SEP> 0,52 <SEP> à <SEP> 0,68%
<tb> Nickel <SEP> Quantité <SEP> résiduelle
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage ,le carbone, le silicium;
le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans les compositions de base données plus haut, mais le emanganèse, le phosphore, le soufre, le chrome, le molybdène et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre le tableau o Une pièce coulée en acier ayant cet alliage est caractérisée par une dureté Brinell d'environ 444 ou plus et une valeur de choc de 'Charpy de l'ordre de 166 m-kgà-40 C.
EMI17.2
<tb>
<tb>
Tableau'4 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,020 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> à <SEP> 1,75%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,47 <SEP> à <SEP> 0,53%
<tb> Chrome <SEP> 0,70 <SEP> à <SEP> 0,90%
<tb> Nickel <SEP> Quantité <SEP> résiduelle
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage, le carbone, le silicium, le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut, mais le manganèse, le phosphore, le soufre, le chrome, le molybdène et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre le tableau.
Une pièce coulée en acier ayant cet alliage est caractérisée par une dureté Brinell d'environ 444 ou plus et par une valeur de choc Charpy de 1' ordre de 166 m-kg à -40 C.
EMI17.3
<tb>
<tb>
Tableau <SEP> 5 <SEP> ' <SEP> Constituants <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1,25 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> . <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 0,65%
<tb> Chrome <SEP> 0,90 <SEP> à <SEP> 1,10%
<tb> Nickel <SEP> 0,90 <SEP> à <SEP> 1,10%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,050%
<tb>
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
<tb>
<tb> 5
<tb> 10
<tb> 15
<tb> 20
<tb> 25
<tb> 30
<tb> 35
<tb> 40
<tb> 45
<tb> 50
<tb>
Dans cet alliage, le carbone, le silicium,
le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut et le manganèse,le- phosphore, le soufre, le chrome, le molybdène et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre le tableauo Une pièce coulée en acier ayant cet alliage présente une dureté Brinelle d'environ 444 ou plus et une valeur Charpy d'environ 166 m-kg à -40 C.
EMI18.2
<tb>
<tb>
Tableau <SEP> 6 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,35 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1,35 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,45 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Chrome <SEP> 0,60 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 4,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage , le silicium, le nickel, le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais le carbone, le manganèse, le phosphore, le soufre, le chrome et le molybdène s'écartent de cette pomposition de base comme le montre le tableau.
Une pièce coulée en acier ayant cet alliage a une dureté Brinell d'au moins 500 environ.
EMI18.3
<tb>
<tb>
Tableau <SEP> 7 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 1,40%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 0,65%
<tb> Chrome <SEP> 0,70 <SEP> à <SEP> 1,05%
<tb> Nickel <SEP> 0,90 <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage, le carbone, le silicium, 'le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais le manganèse, le phosphore, le soufre, le chrome, le molybdène, et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montre ce tableau.
Une pièce coulée en acier ayant cet alliage a une dureté Brinell d'au moins 4440
EMI18.4
<tb>
<tb> Tableau <SEP> 8 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,020%
<tb> Molybdène <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Chrome <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,50%
<tb> Nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 4,00%
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,05%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage, le carbone, le silicium, le nickel, le bore et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais le-manganèse,
le phosphore, le soufre, le
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chrome, et le molybdène s'écartent de cette composition de base comme le montre le tableauo Une pièce coulée en acier ayant cet alliage a une dureté Brinell su- périeure à 444 environo
EMI19.1
<tb>
<tb> Tableau <SEP> 9 <SEP> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb> Carbone <SEP> 0,20 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb> Manganèse <SEP> 1,30 <SEP> à <SEP> 1,60%
<tb> Silicium <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 2,00%
<tb> Phosphore <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,05%
<tb> Soufre <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 0,07%
<tb> Molybdène <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60%
<tb> Chrome <SEP> 0,50 <SEP> à <SEP> 0,70%
<tb> Nickel <SEP> Quantité <SEP> résiduelle
<tb> Bore <SEP> 0,0005 <SEP> à <SEP> 0,005%
<tb> Métaux <SEP> de <SEP> terres <SEP> rares <SEP> 0,0015 <SEP> à <SEP> 0,50%
<tb>
Dans cet alliage le carbone,
le silicium, le phosphore, le soufre , le bore, et les métaux de terres rares sont présents dans les gammes spécifiées dans la composition de base donnée plus haut mais le manganèse, le chrome, le molybdène et le nickel s'écartent de cette composition de base comme le montrent le tableau. Une pièce coulée en acier ayant cet alliage est caractérisée par une dureté Brinell d'environ 444 ou plus, et une valeur de choc Charpy de l'ordre de 2,765 m-kg ou plus à -40 C.
Tous les différents alliages des différents compositions que l'on vient de donner peuvent contenir du titane, en quantité allant de 0,0005 à 0,020%.
On soumet chaque alliage, afin d'obtenir une structure interne présentant les carac.téristiques voulues à un traitement de durcissement à chaud, à une température de 815 à 925 C, suivi d'un refroidissement brisque et d'un traitement thermique de r.ecuisson à une température de 95 à 315 C suivi d'un autre refroidissement brusqueo
Si on le désire, le traitement de durcissement que l'on vient de men- tionnée- peut être précédé par un traitement de stabilisation à une température de 870 à 10400C suivi par un refroidissement à l'air.
REVENDICATIONS.
1.- Acier spécial caractérisé en ce qu'il contient en poids 0,20 à 0,50% de carbone, 0,15 à 2,50% de manganèse, 0,10 à 2% de silicium, 0 à 0,05% de phosphore, de 0 à 0,07% de soufre, 0 à 5.00% de molybdène, de chrome et de tungstène seul ou en combinaison, 0 à 4,00% de nickel, 0,0005 à 0,005% de bore, 0,0015 à 0,50% de métaux de terres rares et, pour le restant, du fer, une pièce coulée en cet acier ayant une dureté Brinell de 444 ou plus et une valeur de choc Charpy et d'au moins 1,38 m-kg à -40 C.