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Procédé d'élaboration d'aoiera tenaots à banco teëta".
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la présente invention concerne un procédé d'ilatoojfation d'aoiers poooddant d'exoellentee qualité au point de vue dm soit- dages ainsi qu'une haute ténacité à basse température* Poux qu'un acier soit tenace à basée température, il faut que sa température de transition soit ouffiaamaent bases
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pour l'application envisagea. Une telle température de transit
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tion constitua un oritère particulièrement utile pour lèteiai de fragilité à basse température de l'acier@ Elle dépend toute- ! i fois largement de la composition, du procédé d'élaboration tt j de l'hystërëaie thermique de l'acier* Parmi tous les composante de l'acier, le caebônd w
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celui qui exerce l'effet le plus nettement marqué.
Lorsque la teneur en cet élément augmentela température de transition augmente également. Oelle-oi est élément accrue par la pré- senne de phosphore et d'azote. Le Manganèse exerce également un effet dans le même sens. Un rapport Mn/0 au Mina égal à 3/4 s'avère suffisant. Des composante gazeux, tolu que l'oxygène, l'azote et l'hydrogène, rendent l'aoier fragile.
En particulier, si l'aoier n'est pas suffisamment désoxydé, sa température de transition est également plus haute. la fabrication d'un acier ayant une excellente ténaoité là basse température et une température de transition suffisam- ment basse, est devenue relativement facile grâce à l'applioa- tion du procédé récent du oonvertisseur à insufflation par le beo et de la dégazéifioation sous vide, et; cela en tenant compte des faite signalés ci-dessus. Ce procédé permet une réduction appréciable des teneurs des composants chimiques de l'acier qui élèvent sa température de transition, à part toutefois l'oxygène dont l'élimination s'avèremoins facile.
Or, on a constaté que, lorsque la teneur en azote d'un acier en fusion ayant une teneur en carbone non supérieure à environ 0,15 % et affiné dans un four Martin, un four électrique ou un oonvertissaur, est réglée $une valeur égale à environ 0,008-0,04 % par des additions de quantités supplémentaires de cet élément selon les circonstances, et lorsque l'acier en ques- tion est dégazéifié sous vide, lateneur en oxygène peut être ré- duite dans une large mesure, oe qui permet une élaboration par- ticulièrement simple et avantageuse d'un acier très tenace à bas- se température et d'une qualité supérieure à celle de toua les aciers fabriqués par les procédés habituels appliqués jusqu'à présent.
L'affinage de l'acier dans un four classique, tel que le four Martin, le four éleotrique ou le convertisseur, ne permet
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pas une forte réduction de sa teneur en azote, par site Au fait que la teneur en cet élément de l'aoier en fusion (teneur non une périeure à environ 0,006 %) est proohe de oelle de la solution d'azote dans l'aoier en équilibre à une pression de 1 à 40 mm de Hg lors de la dégazéification Si la teneur en azote est augmenté au-delà de ladite valeur d'environ 0,006 % l'aoier en fusion sera dénitrifié à une pression non supérieure à 40 mm de Hg,
ce qui donne lieu à une plus forte effervescence de l'acier en fu- ..ion dans un récipient à vide et, par suite à un accroissement de la surface totale dudit acier en fusion sous vide, oe qui accélère la réaction de l'oxyëne avec le carbone avec formation de monoxy- de de carbone (CO) et favorise donc la désoxydation de l'aoier, D'autre part, la teneur efazote après l'affinage sera de nou- veau réduite à la valeur qu'elle avait avant l'addition.
Or, la présente invention a pour objet l'élaboration d'aciers d'une teneur en oxygène particulièrement basse grce à l'accélération du processus de désoxydation basée sur le phéno- mène signalé ci-dessus.
C'est pour la raison mentionnée ci-dessus que, dansle procédé selon la présente invention, la teneur en azote de l'acier en fusion est réglée à une valeur supérieure à environ 0,008 % au premier stade. Toutefois, si la teneur de l'acier en azote est trop forte, le procédé devient trop coûteux. C'est la raison pour laquelle il est reoommandable dene pas dépasser une limite supérieure égale à environ 0,04 %.
C'est ainsi qu'en vue d'un réglage judicieux de la te- neur en azote de l'acier, cet élément peut être ajouté soit à l'état gazeux, soit sous forme d'un alliage à l'azote (nitrure).
L'acier en fusion, dont la composition a été réglée de la facon précédemment mentionnée, est alors dégazéifié sous vide. Con- formément au procédé de la présente invention, l'acier en fu sion est graduellement aspiré, après sa coudée dans une poche,
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vers un récipient à vide, dans lequel il séjourne pendant un tempe suffisamment long, de la Même manière que dans le procédé de coulage sous vide.
Cette dégazéificatoin sous vide permet non seulement l'élimination de l'hydrogène dissout et la préven- tion de tout défaut interne de 1'acier lors de son emploi, maie également une évolution particulièrement avantageuse de la réac- tion C = O = 00 et donc l'élimination de l'oxygène sous forme de
00 gazeux* Il en résulte un acier d'une teneur en oxygène parti- Oulièrement basse.
Suivant le produit final désiré, l'acier en fusion peut, après sa dégazéification sous vide, être additionné de tout élé- ment d'alliage voulu, et cela de manière que ses teneurs en 0,
Al, Mn et Si sont de préférence au plue égales respectivement à
0,15 % 0,01-0,10 % 0,5-2,0 % et 0,01-1,0 %, et que sa teneur en un ou plusieurs des éléments Nb, Ta et V est égale à 0,01-
0,2 % Cette limitation de la oomposition permet l'élaboration d'un acier particulièrement tenace à basse température.
D'autre part, si, conformément a la présente invention, la teneur en azote de l'acier en fusion affiné dans un four ap- proprié, tel qu'un four Martin ou autre, est réglée à une valeur d'environ 0,008 à 0,004 %, et si en même temps le rapport c/o dudit acier en fusion est réglé à une valeur d'environ 3/.4 par l'addition de substances appropriées, telles que des agents de -désoxydation ou de carburation, et si l'acier ainsi obtenu est ensuite dégazéifié sous vide, les réactions de déoarburation et de désoxydation seront accélérées de manière particulièrement ef- ficace
Si l'acier en fusion est dégazéifié soue vide, des qu'anti- tés équivalentes de carbone et d'oxygène sont éliminées, @ est-à- dire dans un rapport 0/0 égal à 3/4 (en poids).
Il s'ensuit qu' en vue d'uen réducti simultanée des teneurs en C et O, il est recommandable de dégazéifier l'acier en fusion avec un rapport @
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0/0 initial à peu prfrs égal à 'Pu Par onr6queiG, tan Iw px%' cédé de la prostate invention, la teneur en azote de ltdoï*e in fusion aéra réglée conformément aux recommandation))) précédentes et, en même tempe, le rapport 0/0 sera réglé à Une valeur d'en-
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viron 3/4, de manière que les réactions de déoarburation et de désoxydation pourront <tre Ultérieurement accélérée# dan* don oond1t1on particulièrement avantageuses, en vue de l'obtention d'un acier possédant d'excellentes oaraotéri8t1que.
à bas** têt- perature, Pour le réglage du rapport 0/0 initial de l'acier en fu-
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81on, tous les agents de désoxydation et de carburation habituels pourront être employée. (3'est ainsi que des agent* de 4'.OJII,daiio - tion, tels que l'aluminium, le 811ioiUDt ou le carbone# pourront être additionnée au bain en fusion. Le choix du carbone ooaotè désoxydant présenta l'avantage qu'aucun produit de la réaction 'de désoxydation ne reste dans l'acier. Des OOll1po." tel* <tue le Si-0-Pop pourront également être employée.
Le carbone minai additionné au métal *-et fusion, agira
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oomme agent de carburation à pression normale et comme oteat de désoxydation à pression réduite. O$eat la raison pour laquelle il n'est pas fait de distinction nettement tranchée en'¯. les expressions "agent de désoxydation" et "agent de carburation" dans le procédé de la présente invention.
les Caractéristiques et avantagea de la présente inven-
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tion rassortiront plue clairement de la d'8o1ptioA suivante d'un exemple, donné à titre purement Indicatif nana caractère
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limitatif aucun, Le tableau 1 oi-aprèn donne la composition chimique d'un premier échantillon A prélevé d'un acier affiné* ,
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par un procédé habituel dans un four Martin basique.
d'un deM- me échantillon B prélevé d'un acier obtenu par abaissement ao ' vide de la teneur en oxygène d'un acier en fusion (acier dégazéifié par aspiration vers un réoipient à vide à partir d'une pour
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de coulée, et pu.1. additionné d'élément tels que l'aluminium et le silicium), et d'un troisième échantillon 0 prélevé d'un acier tenace à basse température, élaboré par le procédé de la présente invention (affinage d'un acier en fusion dans un four approprié, c'est-à-dire habituellement dans un four Martin à revêtement basique= puis addition à l'acier ainsi affiné de nitrure de manganèse au moment de la coulé* dans une poche, et cela de manière que la teneur en azote de l'acier est égale à 0,013,
et finalement dégazéification noua vide de manière à provoquer un abaissement notable de la teneur en oxygène)* Les trois aoiera en question ont été laminée en tôles de 25 mm et puis soumis à un recuit de 60 minutée. La teneur en azote de l'aoier élaboré conformément à la présente invention est tombée à 0,005 % par dégazéifioation (teneur initiale avant l'addition*
0,008 %). la réaction de désoxydation fut accélérée par l'effer- vescence intense produite par la réaction de dénitruration Bien que l'aoier 0 ait subi une dégazéifioation d'une durée égale à celle de l'aoier B, sa teneur en oxygène est tombée à un niveau nettement plus bas, c'est-à-dire à 0,002 %.
Le tableau 2 donne les deux températures de transition Vtr 15 et PTC fournies par l'essai de résilience (Vtr 15s "V-noton Sharpy 15 ft-lb transition temperature' PIC: "pressed" notoh Sharpy ooated surface transition température") pour les trois aciers en question.
' D'après les résultat% de l'essai de résilience, l'acier
C obtenu par le procédé selon la présente invention est de qualité 'nettement supérieure à celle des deux autres aciers A et B, et @ cela grâce à sa désoxydation plus poussée. D'autre part, les ré- sultats Tra ("double tension test crack etopping température") illustrent encore plua clairement l'effet particulièrement avan- tageux de l'élimination de l'oxygène.
En effet, l'échantillon 'de l'acier obtenu par le procédé de la présente invention donne
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une valeur Tra particulièrement élevée.
Le. trois ao1. A, B et 0 ont été affinés dan m ÎQ'4W Martin, ce qui n'empêche que l'affinage dans un four 'len1;111q,"8 ou dans un convertisoeur conduit aux m6mee rooultate.
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2ablecu 1: ."..5."...t.tß.' ,.i-. i.v""y^sv'l..Zv.r'r'G ':.... ¯ ,.iC:7
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.: : : G ' Y'u - 1 Qircone Silicium' ':'" .'^-.:. Ihosnhore Ecrire Asote Cj:,,"c;ne Observations -Ions - ¯¯ 2¯¯ 0,14. 0.2c 1,C C.C15 4,CL?j C,OC4 C,CCc , B C,14- 0,23 C, C,C15 0, v.:..;:: 0,OC3 0,CC4 C#::ût=aC::.fl.''.i C 0,15 0,25 :-?#i C.Gie C.,025 0,OC5 0,CC2 2t ¯ déification (Acidr se- aC5 viJe :" r:.:
. v Acier addition d'-ote Ion Is. bzz3 10 zorn
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<tb> présente
<tb> Invention)
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Tableau 2s Différente* tempertturee de tranreition
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Echantillons Var 15 (00) FTC ( .0 ) T*a ( 0)
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<tb> tension <SEP> appliquée <SEP> - <SEP>
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<tb> 1/2 <SEP> de <SEP> la <SEP> liait* <SEP> d'é-
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<tb> lasticité
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<tb> A <SEP> -32 <SEP> -11 <SEP> -13
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<tb> -33 <SEP> -19 <SEP> -25
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<tb> (acier <SEP> selon <SEP> la <SEP> -36 <SEP> -40 <SEP> -52
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<tb> présente <SEP> inven-
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<tb> tion)
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¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ REVENDICATIONS..
1.- Procédé d'élaboration d'aciers particulièrement tena-
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ces à basse température, oaraotérieé en ce que la teneur en azote d'un acier en fusion d'une teneur en carbone au plus égale à en- viron 0,15 % et affiné dans un four Martin, un four électrique ou un convertisseur, est Iréglée à une valeur d'environ 0,008
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0,04 % par l'addition de quantités aupplémentairen d'azote à l'état gazeux ou sous forme d'alliage d'après les 9 oirooJ1Sianoe., et en 04 que 1'aoier en fusion ainsi obtenu est finalement dé- gazéifi( sous vide.