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Nous vous prions de noter que le texte de la description déposé à l'appui de la demande de brevet sous rubrique doit être rectifie oocnma suit @:
Noue voua prions de bien vouloir verser la présente lettre rectificative au dossier de la demande, d'en délivrer une copie aux personnes désirant obtenir une copie complète du brevet et d'en annexer une copie à la copie imprimée du brevet
Ci-inclus, noua vous remettent' le montant de Fr. 15.- en timbres fiscaux, en paiement de la taxe prévue pour les régularisations de l'espèce.
Nous voua prions d'agréer, Messieurs, nos saluta- tions distinguées.
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"Alliages de nickel et do chrome"
La présente invention est relative à des alliages de nickel et de chrome contenant du niobium, qui conviennent pour l' utilisation sous tension à des températures élevées allant jusqu' à 815 C.
Dans le brevet belge n 581.498 de la demanderesse, on a décrit et revendiqua des alliages contenant 10 à 35 % de chrome, 2 à 12% de niobium, une quantité de carbone n'excédant
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pas 0,1 %, une quantité de silicium n'excédant pas 0,5 % et une quantité de manganèse n'excédant pas oxo5 zou 0 à 12 de tungstène 0 à 16 % de molybdène, 0 à 40 zoo de cobalt, 0 à 40 % de fer, 0 à 0,1 té de bore, 0 à 0,1 % de zirconium et 0 à 1 nô de béryllium, le restant étant constitué par du nickel à part Ion impuretés. la te- neur de nickel étant d'au moins 25 %. Il n'y a ni titane ni alu- minium, sauf sous forme d'une impureté.
D'une manière générale, ces alliages sont duroissables par vieillissement (ageing), le dur- cissement étant dû à la précipitation d'une ou de phases contonant ' des niobiures par un traitement thermique convenable,
Dans ces alliages un durcissement prononcé par vieil- lissement est important pour le développement d'une résistance éls-
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ve à la rupture à des températures supérieures à 81500, Néanmoins) un tel traitement entraîne avec lui l'inconvénient que, lors d'une exposition.prolongée & de plus basses températures, les alliages tendent à devenir cassants et ont une ductilité assez basse do fluage, souvent inférieure à 10 d'allongement à la rupture.
On croit que ceci est dû à l'existence d'un autre durcissement par
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vieillissement on service à des températures inférieures à 815.0, C'est ainsi qu'un alliage ouvré, contenant la % de chromo, 6 de tunestèn4 6 de molybdène et 6 de niobium, le restant étant constitué pratiquement entièrement par du nickel, cet alliage étant durci par un frôlement thermique comprenant un chauffage jusqu'à solution pendant 8 heures à 1.080*0, un refroidissement à l'air,
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un vieillissement ou phase de réchauffage pendant 16 heures A 75000 et à nouveau un refroidissement à l'Lie# avait un allongement z la rupture de 1,4 % seulement dans un test de rupture sous tension sous une tension de 70,3 kg par mm2 à 600*C, et un allongement de
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5,
5 N seulement lors d'un test à 75000 sous une tension de 351 kg par mm2.
Il est désirable que des alliages destinés à l'utilisa*
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tion à des températures inférieures à 815*Ct par exemple dans la
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aient
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gamme de températures de 600 à 75000# 1 une microstructure stable qui ne souffre pas d'une décomposition ou d'autres effets deatruo teurs à la suite d'une exposition prolongée à des efforts aux tem- pératures rencontrées, et on a besoin d'alliages qui montrent un degré élevé de propriétés mécaniques, à la fois à la température ambiante et à ces températures opératoires, sans qu'il soit néces- saire de prévoir un durcissement par vieillissement.
De tels al- liages devraient également ne pas être sujets à des craquelures de soudure, résultant de traitements thermiques de post-soudage.
Le degré de durcissement par vieillissement d'un allia- ge et la vitoaso à laquelle ce durcissement s'effectue dépendant tous deux de la composition de l'alliage et la présente invention est basée sur la découverte que, lorsque les proportions de chrome, de niobium et de molybdène dans des alliages de nickel et de chro-
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me du type général décrit dans le brevet bulge n" 561-498 sont maintenues dans des gammes étroites et bien particulières, les al- liages résultants ne montrent qu'un petit degré de durcissement par vieillissement et présentent encore une combinaison de résis- élevée
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tance élevée à la traction et de résistance limite/à la tempéra- turo ambiante,
avec une ductilité appropriée et une résistance nele- vie de rupture sous tension a des températures élevées allant jus- qu'à 815110. D'une manière générale , la résistance limite dévelop- pée a l'état recuit n'est pas accrue à la suite d'un durcissomnnt par vieillissement de plus d'environ 14,1 kg par mm2, lorsque les alliages sont soumis à un tra1totnflnt de vieillissement do 34 du- rÓo habituelle z1 dos températures de l'ordre de '95 il 705"Ce Les a11:l.nr,oD suivant l'invention contiennent 55 4 62 ,; de nickel, 20 à 24 de chromo, 7 à 11 de molybdène, 3 à bzz de niobium, 0 à 8% do tungstène une quantité non supérieure à 0,2
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de carbone, 0 à Op5 >j' de silicium, 0 à 0,5 p de manganèse et 0 à 0#015 -,;
de bore, le restant étant constitué par du fer à part les impuretés et les éléments désoxydants résiduaires, 1Ja teneur tota3o cte titane et d'aluminium, s'il y en a, n'étant pua supérieure
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à 0,4 %. Comme on le sait, les qualités commerciales de niobium et des alliages d'addition employés pour introduire du niobium comprennent habituellement une petite proportion de tantale en des quantités allant jusqu'à 1/7ième du poids du niobium. Les allia- ges suivant l'invention pauvcnt également contenir un tel tantale introduit avec le niobium et, lorsque du tantale est présent, il doit être considéré comme constituant une partie de la teneur de niobium.
Les alliages sont principalement destinés à l'utilisa- tion à l'état ouvré et la teneur de carbone ne devrait pas alors excéder 0,1 %, en étant de préférence non supérieure à 0,05 %, dos teneurs plus élevées de carbone, allant jusqu'à 0,2%, pouvant être utilisées lorsque les alliages sont utilisés pour préparer des pièces coulées. Un alliage préféré contient 60 % de nickel, 22% de chrome, 9% de molybdène, 4% de niobium, 0,2 % d'alumi- nium, 1,15% de titane et 0,03 % de carbone, le restant étant cons- titué par du fer à part les impuretés et les éléments désoxydants résiduaires.
La teneur de nickel des alliages est très importante et elle est maintenue dans la gamme de 55 à 62 % afin d'impartir une résistance à la rupture. Le niobium joue également,un rôle très important car il contribue à la résistance à la rupture et à la résistance limite à la température ambiante. Le chrome et le molybdène contribuent également de manière importante à la résis- tance de l'alliage et, en combinaison avec les autres constituants nécessaires,ils procurent les propriétés de résistance élevée à la traction, D'une manière générale, plus la teneur de chrome de l'alliage est basse, plus grande devrait être la quantité de molyb- dène utilisée pour assurer que les propriétés de résistance élevée à la traction soient obtenues.
Lorsque du tungstèneest présent dans l'alliage, il contribue à la résistance limite à la tempéra- ture ambiante et à la résistance à la rupture.
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Pour s mirer qilq le 6lllnj;as produite suivant l'in- vention soient ITtr1i3,car il at important qu'ils oient totalement' d6soxyd4ot Les processus habituels de desoxydation, connus des op4- cialistes on ce domaine, peuvent être utilisas main il est avant- pux d'employer Utio combinaison d'aluminium ot do titane pour les b#4oîrim da la 94moxydntions Lorsqu'on utilise de tels métaux il faut au moins 0#02 Io' d'aluminium et au moins 0<02 de titane pour produire un alliage maléable, Cependant, la teneur totale d'aluMi" nium plus titane ne devrait pas excéder 0#4 t sinon les alliages tendent à devenir durcissables par vieillissement* Ses quantités
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de magnésium résiduaire de 0,02 à 0,
0$ xi contribuent paiement de manière importante au développement dans les alliages d'une apti- tude à Otre minables chnud. Le bore peut Ôtro présent on une quantité allant ,ulcld tA 0,01!i j, Au moins 0,00$ o biun qu'il semble réduire l'aptitude de l'ullia 4 être maléabla 4 chaud. Bien que les alliages puissent contenir de petites quan- tités de silicium et de manganèse, par exemple de 0,1 à 0,5 % de chacun de ceux-ci, il est important que ces maxima. ne soient pas dépassés car sinon la résistance à haute température des alliages est désavantageusement influencée.
Les impuretés qui peuvent être :
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présentes sont une quantité de soufre allant jusqu'à 0,02 n, une quantité de cuivre allant jusqu'à 0,1 %, une quantité de phosphore allant jusqu'à 0,025 et une quantité d'azote allant jusqu'à 0,03 ne mais ces impuretés/devraient pas s'élever à plus de 0,1 % dans l'ensemble,
A titre d'exemple, on a préparé trois alliages ayant les compositions en % en poids données au Tableau 1 suivant.
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TABLEAU 1.
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'AiU4'- ! ¯¯¯ , .¯¯¯¯¯¯¯! .¯ ¯ ¯ .. ¯ ¯.¯.¯ ijin¯ Mn ! Mi Or AI A.lr Mi 1151 i iS0 n S 0 i Mn | i 3i 1 Pt . I , Ni | . Or Al | Tl Mo W Kb 1 0,,,2Q,Qâ'aan5'?r'ra,^3 C,15 99r 4,30 0,0% 0,U 0,04! 1,92 |wa a,4l 0,80 On3 63 ,3M M7 0#04 1092 1ti4nt+ 21#41 0#20 0#13 dot) z32 4o27 3,03 0il2 0,11 3#30 ires- 21,44 0,16 0,20 $o99 4#19 'tant+ + Comprenant 0,003 à 0,009 % de soufre, 0,03 % de cuivre et envi- ron 0,025 % de Magnésium résultant d'une addition de 0,05% de ma- gnésium aux masses fondues respectives
Des lingots coulas à partir de chacun de ces trois al-
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liaeum ont 4t4 torl,4c pour r4nliB0r une réduction d'environ 99 lv' A partir de In t01"nn du 31n/îot ut Ion pJ.Ofn fori-4)
tj ont ôttl raoui- tes & 1.o3e-o pendant une heure. Les propri6tèe z la traction des pièces forgées, à la température ambiante, ont été dôtermlnûes et on a obtenu les résultats donnée au Tableau 2 suivant.
TABLEAU 2.
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<tb>
Alliage <SEP> Résistance <SEP> élastique! <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> Allonge- <SEP> Réduction <SEP> de
<tb>
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ne limite (déformation ,la traction, m4nt, ; 3octiont de 0,' ;ô kg/= kg/#a
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<tb> 51,5 <SEP> 103 <SEP> 40 <SEP> 47
<tb>
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2 64#7 118,1 31 27 52,7 105.8 1 ;
37 51 Il sera entendu que des propriétés beaucoup plus élevées
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à la traction sont développées dans les alliâmes de 1 'invention & l'état tel quo forcé du fait de l'effet du travail à chaud et à froid du forgeage*
Des testa de rupture soue tension menés sur Ion allia-
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ses tore4s près recuit à 1 O38 C pendant une heure donnaient les
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résultats du Tableau 3 suivant.
Tableau 3.
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#222â±î&255..âiî Jî2µ± wwlW un Mw -
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<tb> Alliage <SEP> Tempéra- <SEP> Tension, <SEP> Durée, <SEP> Allongement, <SEP> Réduction <SEP> de
<tb>
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ne ture, '0 kgJmm2 houres % section, %
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<tb> 650 <SEP> 49,2 <SEP> 206 <SEP> 26 <SEP> 30
<tb>
<tb> 704 <SEP> 35,1 <SEP> 66 <SEP> 64 <SEP> 56
<tb>
<tb>
<tb> 760 <SEP> 21,1 <SEP> 53 <SEP> 71 <SEP> 75
<tb>
<tb>
<tb> 815 <SEP> 8,8 <SEP> 163 <SEP> 91 <SEP> 89
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 650 <SEP> 49,2 <SEP> 420 <SEP> 22 <SEP> 33
<tb>
<tb>
<tb> 704 <SEP> 35,1 <SEP> 131 <SEP> 43 <SEP> 58
<tb>
<tb>
<tb> 760 <SEP> 21,1 <SEP> 18 <SEP> 66 <SEP> 71
<tb>
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815 8,8 241 /.,2 84
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<tb> 3 <SEP> 650 <SEP> 49,2 <SEP> 268 <SEP> 14 <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 704 <SEP> 35,1 <SEP> 104 <SEP> 37 <SEP> 42
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 760 <SEP> 21,
1 <SEP> 83 <SEP> 56 <SEP> 56
<tb>
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.5 bzz 221 83 77
Ces résultats montrent que l'alliage n l a une durée jusque rupture sous tension de 100 heures 4 760*0, à l'état re-
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cuit et emua 16,2 k';%IIllTi,
Afin d'illustrer l'effet très important du nickel sur ' les propriétés des alliages de l'invention, un alliage se situant hors du cadre de l'invention et contenant 50,8% de nickel, 21,76
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% de chrome, g,0' ô de molybdène, 4,37 iâ de niobium et le restant formé par du fer a été produit. A l'état recuit, cet alliage a- vait une résistance limite à la température ambiante de 46,7 kg/ mm2. Cependant, lorsqu'il était soumis à un test de rupture à
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65000 et à 1,g,2 kg/=2# l'alliage n'avait une durée que de 33 heu- res.
Par contre, l'alliage n 1 qui contenait environ 57 % de nickel et était à part cela de composition similaire avait la du-
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rée beaucoup plus grande jusqu'à rupture de 206 heures sous les marnes conditions. Comme autre démonstration encore des proprié- tés désavantageuses rencontrées dans des alliages se situant hors du cadre de l'invention, on a produit un tel alliage contenant 0,04% de carbone, 0,15% de manganèse, 17,1 % de fer, 21,4 de chrome, 0,6% d'aluminium, 0,67 % de titane, 1,2% de niobium, 5,1% de molybdène, le restant étant essentiellement formé par du nickel.
Cet alliage subissait un durcissement au vieillisse- ment très prononcé et avait une résistance limite à la températu- re ambiante do 34,8 kg/mm seulement, en même temps qu'une résis- tance à la traction de 79,4 kg/mm2. un allongement de 47 % et une réduction de section de 68 %, lorsqu'il était soumis à essai après recuit à 1,038 C. Lorsqu'il était soumis a un test de rupture sous tension à l'état recuit ot vieilli (recuit à 1,038 C pondant 1 heure, puis refroidissement 4 l'eau et vieillissement à 677 C pendant 16 heures), l'alliage avait une vie jusqu'à rupture de 64,1 heures seulement avec un allongement de 16 %.
sous les condi- tions d'essai de 650 C et 49.2 kg/mm2. Ces propriétés sont nette- ment inférieures à celles données aux Tableaux 2 et 3 pour les al- liages 1 à 3.
Les alliages suivant l'invention peuvent être soudés par des techniques courantes de soudage à l'arc et de soudage au gaz, et les soudures produites ne doivent pas être recuites après soudage pour rétablir les propriétés mécaniques ou pour éviter un abaissement de la résistance à la corrosion dans les zones affeo- tées par la chaleur. Les alliages sont facilement ouvrés en uti- lisant des techniques courantes, telles que le forgeage, le lami- nage et l'extrusion, et ils peuvent être conformés en l'une quel- conque des formes laminées habituelles, notamment des tôles, des barres, des tubes et des bandes. Ils sont particulièrement inté- ressants sous la forme de pièces forgées lourdes pouvant être sou- dées, telles que celles utilisées dans des installations à vapeur.
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Des pièces formées de tels alliages sont très intéressantes lors- qu'on doit disposer d'une résistance élevée à l'oxydation et à la corrosion, par exemple dans les fours de traitement, thermique sous forme de bandes transporteuses, do cylindres,de bottes de traitement thermique, et dans les diverses formes requises dans les fours à éthylènes les fours de reforming à hydrogène, etc ...
Ces alliages sont également très intéressants lorsqu'ils sont réalisés sous des formes telles que des structures à talas en " sandwich" , des pièces soudées exposées à dos efforts à hautes températures, des pièces constitutives de cellules d'avion, des pièces de moteurs d'avion à hélice et d'avion à réaction, notam- ment les tuyères arrière ,des aubages de compresser, notamment les aubages des derniers étages, des ressorts et des pièces de ma- chines destinés à une utilisation à de basses températures avec des gaz liquéfiés.
REVENDICATIONS.
1. Un alliage contenant 55 à 62 % de nickel, 20 à 24% de chromo, 7 à 11% de molybdène, 3 à 4,5% de niobium, 0 à 8% de tungstène,une quantité non supérieure à 0,2 % de carbone, 0 à 0,5% de silicium, O. à 0,5 % de manganèse et 0 à 0,015 % de bore, le restant étant constitué par du fer à part les impuretés et les éléments désoxydants résiduaires, la teneur totale de tita- ne et d'aluminium, s'il y on a, n'étant pas supérieure à 0,4 %.