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"Perfectionnements aux alliages à base de nickel et de chrome."
Il est bien connu que les propriétés de résistan- ce au fluage d'alliages à base de nickel et de chrome dépen- et ) dent de la présence/de la quantité des autres constituants des alliages. En particulier,la présence à la fois de titane et d'aluminium est nécessaire pour donner une phase précipitable du type Ni(Ti, Al), et d'autres éléments de durcissement sont couramment inclus lorsque les alliages doivent avoir de bonnes propriétés de fluage à de très hautes températures. En par- ticulier, du cobalt et parfois également du molybdène ont été inclus pour augmenter les températures auxquelles les alliages
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pourraient être utilisés de façon sûre nous un effort donné..
La) demanderesse a maintenant trouvé que des pro- priétés spécialement bonnes de fluage peuvent être obtenues lorsque les teneurs en titane, aluminium, chrome et molybdène satisfont à certaines relations particulières.
Dans les alliages suivant l'invention, le rapport la teneur de titane à la teneur d'aluminium est de l'ordre de 0,7 à 1, la somme des teneurs de titane et d'aluminium n'excède pas x et n'est pas inférieure à y, lorsque : x - Mo (0,15 Cr-2,7) + (25,6 - 0,9 Cr) y = Mo (0,15 Or-2,7) + (23,5 - 0,9 Cr) et la somme de la teneur de molybdène, de deux fois la teneur d'aluminium et de quatre fois la teneur de titane,est supérieu- re à 22, toutes les teneurs précitées étant exprimées en pour- centages en poids de l'alliage.
Sous réserve de ces relations, la composition des alliages se situe dans les limites de 11 à 16% de chrome, de 0,1 0,2% de carbone, de 1,5 à 7% de molyb- dène, de 10 à 20% de cobalt, de 0,01 à 0,10% de zirconium, et de 0,005 à 0,05% de bore, le restant étant du nickel à part les impuretés. Les impuretés peuvent comprendre du fer, du silicium et du manganèse en une quantité totale d'exédant pas 3%.
Les alliages sont principalement destinés à l'utilisation sous la forme travaillée et, afin d'obtenir les meilleures propriétés de fluage, les alliages sont de préféren- ce coulés sous un vide élevé, par exemple d'environ 1 micron, en lingots et ensuite extrudés en barres et traités à chaud.
Un traitement thermique convenable pour durcir les alliages est le suivant @
1- chauffage pendant 1 heure et demie à 1200 C
2- refroidissement à l'air jusqu'à la température ambiante
3- chauffage pendant 16 heures à 1050 C
4- refroidissement à l'air jusqu'à la tempérérature ambiante.
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Dans une série d'alliages d'une composition don- née, saut en ce qui concerne leurs teneurs en titane et en aluminium, la durée jusqu'à rupture diminue rapidement lorsqu' on se trouve en dehors de la gamme de tueurs de Ti + Al, dé- finie par les deux équations précitées. Le dessin annexé non- tre une courbe typique obtenue en reportant la duree jusqu'à rupture en 'heures (en ordonnée) sous une charge de 0,5 kg/cm2 à 1000 C, par rapport à la teneur de Ti + Al en % en abscisse pour une série d'alliages ayant la composition suivante, à part le titane et l'aluminium.
C : 0,18% Cr : 15% Zr : 0,05% Ni : le/restant Co: 15% Mo : 3,5% B : 0,02% Le rapport Ti/Al dans chacun/des alliages était de 0,82. Les alliages étaient fondus sous un vide de 1 micron, coulés en lingots, extrudés en barres dans une gaine d'acier doux et sou- mis à un traitement thermique défini ci-avant, les tests étaient réalisés sur des spécimens de chaque alliage, usinés à partir des barres traitées thermiquement.
Pour la composition de base utilisée, les valeurs de x et de y données par les équations sont respectivement de 10,5 et de 8,4 et on verra que le maximum de la courbe se situe entre ces valeurs à une teneur de Ti + Al d'environ 9,6%, tan- dis qu'à des teneurs de Ti + Al supérieures à x ou inférieures à y, les durées jusqu'à rupture tombent rapidement jusqu'à des valeurs très basses.
On obtient des courbes semblables pour d'autres compositions de base, la position du maximum changeant avec les teneurs de chrome et de molybdène, et les alliages préférés sont ceux dont la teneur de Ti + Al ne diffère pas de plus de 0,5% à partir de la valeur à laquelle le maximum se présente.
Une augmentation de la teneur de chrome dans la gamme de 11 à 16% améliore la résistance à l'oxydation des al-
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liage*, mais à des teneurs de Chrome supérieures à 15%, la résistance au fluage commence à tomber.
Pour montrer l'importance de la corrélation de la teneur totale de titane et d'aluminium avec les teneurs de molybdène et de chrome, on préparait une séria d'alliages con- tenant chacun 0,18% de carbone, 15% de cobalt, 0,05% de zirco-
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nium, 0,02G de bore, des quantités variablea de titane et d'alu minium dans le rapport constant de 0,82, et dea quantités va- riables de chrome et de molybdène. Les alliages étaient fondue, coulé., extrudés et traités à chaud de la même manière que la série précédente, et des pièces de test usinées à partir des nouaison à
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barre. tfiteea à chaud étaient zmtmmtMzx/dea teata de rupture en charge sous une charge de 0,5 kg/om2 à 1000 c. Les résultats sont donnés aux deux tableaux suivants.
Les alliages auxquels le tableau 1 se rapporteappartiennent au domaine de l'invention, tandis que ceux du tableau II contiennent des quantités de tita- ne et d'aluminium qui ne sont pas dans le rapport correct en ce qui concerne leur.': teneurs de chrome et de molybdène, bien que, dans tous les cas, Mo + 2Al + 4Ti soit supérieur à 22.
TABLEAU 1
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<tb> Alliage, <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ti <SEP> + <SEP> Al <SEP> Gamme <SEP> de <SEP> Ti <SEP> + <SEP> Al <SEP> requi- <SEP> Durée <SEP> (heu-
<tb>
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n réel e par x. 2:Ti + A1 > y res) à 0,5 kg/em2 à ¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯ ---- ¯¯¯¯¯¯ 1000 C 1 12 3,5 11 11 , ? - ' 9 , 6 137
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<tb> 2 <SEP> 12 <SEP> 5 <SEP> 9 <SEP> 10,3 <SEP> - <SEP> 8,2 <SEP> 103
<tb>
<tb> 3 <SEP> 12 <SEP> 6,5 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> - <SEP> 6,9 <SEP> 67
<tb>
<tb> 4 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> Il,2 <SEP> - <SEP> 9,1 <SEP> 108
<tb>
<tb> 5 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 10,5 <SEP> Il,2 <SEP> - <SEP> 9,1 <SEP> 53
<tb>
<tb> 6 <SEP> 15 <SEP> 3,5 <SEP> 9 <SEP> 10,5 <SEP> - <SEP> 8,4 <SEP> 119
<tb>
<tb> 7 <SEP> 15 <SEP> 3,5 <SEP> 10,1 <SEP> 10,5 <SEP> - <SEP> 8,4 <SEP> 140
<tb>
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'1'A'AI:
eAU II
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<tb> Alliage, <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ti <SEP> + <SEP> Al <SEP> Gamme <SEP> de <SEP> Ti+Al <SEP> re- <SEP> Durée <SEP> (heures)
<tb>
EMI5.3
ne réel qnise par à 0,5 kg/cm2 x Ti+Jil t I à 1000 C
EMI5.4
<tb> 8 <SEP> 12 <SEP> 2 <SEP> 9 <SEP> 13 <SEP> 10,9 <SEP> 12
<tb>
EMI5.5
9 12 5 13 1o,3 - 8,2 1?
EMI5.6
<tb> 10 <SEP> 12 <SEP> 6,5 <SEP> 13 <SEP> 9 <SEP> - <SEP> 6,9 <SEP> 18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 13 <SEP> 11,2 <SEP> - <SEP> 9,1 <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12 <SEP> 15 <SEP> 3,5 <SEP> 13 <SEP> la,5 <SEP> - <SEP> 8,4 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13 <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> 11 <SEP> 9,9-7,8 <SEP> il
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<tb>
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<tb> 14 <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> 13 <SEP> 9,9 <SEP> - <SEP> 7,8 <SEP> 5
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Une modification des teneur$ de carbone, de cobalt,
de air- conium et de bore dans les gammes spécifiées n'a pas de grand effet sur la position du maximum, et n'apporte pas de change- ments dans le rapport Ti/Al. Une augmentation de la teneur de chrome ou de molybdène déplace la position du maximum jusqu'à une teneur de Ti+Al inférieure, bien que l'effet du molybdène ne soit pas si marqué que celui du chrome.
Les alliages ne devraient pas contenir du vanadium, car, bien que la présence de cet élément n'ait pas d'effet im- portant sur leurs durées jusqu'à rupture, elle diminue sérieu- sement leur résistance à la corrosion aux températures élevées.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.