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...',....< .o . ''i,),,:F:::',:.;;:,j?:r:i; Cabl.sm4ta1J.1(1.\t0l haute r4'".'tanq.':::,:'4;.:2:;
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,4i7 , . présente invention concerne' des at'ôt3xtxena . ".'.'-''<-.'..
4 la fabrication de 4ÎJl métalliques à haut résistance, - (:'(;,1.0:',,' 'PO\1't fabriquer des, oèbies à haute r,e:.s, .' t'au u,.e: du 1'1..1., 4'&o1.e1' .",teneur encarbon.'reie;t1.,..i);':'41.y4. )'3> \ ,',torttl11tnt .ê11". ho tto1(\j'.t.J."'un t13. AISX', qt1t':,'O..1.060'4t1:Í;:;"'f' t/. ;'ra.d (carbon r5â' tg ,t"1, .a3,um ,/; ':, 0,'0, phosphore ,,Ob 111ax.\:nu111f soufre froid visant 4 diminuer ia section du.3,, 'au crirla.. rwx ' . :r1 pO\1f1 d.d"1eloPPGr..tNoture, et le n1v.aU\',':'1'O. 4.1. rit c1ana''&''ao1tr.
Cet étirage à froid diminue d'une manière ,,-zut'" .11'&'018' la ductilité de ..aoie' et l'expose à dUi'41r'èÍ\'Y1.1111b.... , tant, CoWi1t l'allure du durcissement par V1'.1J.!I8...tit'virle â1r.ct.:nent avec .Lat.mpô..tur..;:<1;unQ Ohalu:>o.i,'D
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;' :'" .1:" est produite dane l'opération d'étirage, une partie dµ 1 , perte des #i:.,/-- 4uQt111 tâ que .L'on observe Immédiatement apree J.'4t1rs.. peut #' ' ? ' #. N être attribuée directement à 6e phénomène* en tout cas, un perte , <#'- ./ . de ductilité supplémentaire dut à un durcissement par vieillisse- '4É, ' #'<<#'< .$rt pos rieur à ,' 3ra peut isr .e fil , n,.,u #:,' ,; , ; .
"",/#?' t ppopi AU toronnsge et au ecantt.'"' # #'- ,# ' #'-'"/#/'; 'f.' 1'\ '!i " On attribué A phnoaànt de viiiliit8 à*nt à 1... 'pfl* :\ '7.', '#". senee d)a8ote 4an..1.'10181'. Xl est 00lU1U) p&)* x<impl ,: dré,aniar ",, if II: '. 1 \ -'# ; -Y ' en substance J.. vieillissement dans i s 801e1,\' i faible 'teneu1" en ; .: ;,,a,r . ', .. 'i' ' .
;, ,'' .. ' ' ' . orbora ent1?1rement 46JoC16. auxquels de J."3,.\U1U.nU1'4 à, 4;' a3u.'* " ", j?.¯ . -.I....
"':..'##; té en une quantité iupf5ri ur Ar '0.13.8 l"tqu1at pou? '''1'' un$ #: , oC?V\b1na1.son iip,'lt 'Ira .1.'.lot. irlft'1"f on lait 'l&1alJ\t qû. ;:::7,' ..-#'':, 11. effeta du và,a"8n, dan. (18. a01.r..on; diminuée par 4e.'!. s .Ç 1 '', . Y .. ttabn1qu.. Ct'Ô.k.barati0z d!1 ,i.aâir" spéciale , par r'CetApA, 1a '# ''#'v;*'' '''#*-,'' '# "f'"r. i,' couJ.6, sous vida qui abaissa .La teneu? en ülIi94F i' 4.. n1",aux tnofv ;#,'.'#' " maltnumt bas* e.. 4ewc r,ii1%iiA4il Yi4Nw.1/ 0.p.n4ant,oon.ld'.' " } : '\ tu ri' 4 1 ' f '" .
"',s.ble.l1ent a4yliJi y4fiid(,11 d'élaboration et de traitement* . y , .|i,:- ' z' ' , Cela étant, la présent* invention à pour but d'éviter z #>' ' .. le vieillissement dans la fabrication do 01b1.. m'ta.l11qu.' ans # i' ;; rloour1r;..t'un ou .L'autre dea $xpdient< prtSQ:Lt4... ,<::1', z ' ;.f ' ' Cas buts et avantages de l'invention ainsi que d'autres t " ,¯ ' encore sortiront de 1 deaar1pt;Loc'doMd. o1-4pr',' 1 :t1tr.'.", ';.;, ',>, d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel'!' ;-'' # ''" :', :' "r' r '." " 1 \ '. > 1'1 a..
J...t sraph1que ZI10ntrant J.,.ttet 4\1 ' '" J" " . ;:;, \ 1 fiS< <' graphique montrant l'effet du t - vieil- # -'V' ' ;\ 1 t . 't):'/l " ¯'' ' '11.88.:r1l3U1; à 500*? (260 C; pendant différents Intervalles de t.mpÎ ;'1: ,/.;sur la ductilité en torsion d'une série d'aoitrs au earbeatl. < v,t:'; , , '1': """i '.:tu, . : ,,,,,10. :"':":r"",,O,60 % étirât frôla en partant d'une verge ¯de H/32 deouee,:' :r;'::'- " ':'(8,7 DUn} 4e diamètre pour obtenir un .fil de 0,095 pouoe ,(ij4 .> :'1'{ c, ''#' de diamètre suivant les techniques de tréfilage cÓ.., '.t; ; ;y'.
' y, . < . AVg .r ...' t N 1il5, fil* 2 cet un graphique semblable jaai* oonoernant une"; #;*, . '. s " # #- > #*' Ph't )1it..r'*, V. ' série d'Aciers au carbone à O,60 dons lesquels là ttn.\1, en asote : xi,A, '\ >; t,frf , t 1 . 3 a été amenée" des niveaux , anormalement U..'4.. 8n01'IIU\1.:&tl'lt bas*:';- \ ,'- 1 .. " " Sur Otl graphiques, lee temps en secondes à 2&0*C sont ;t !
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#4- 'portés en abscisse et les to**ï<Mfu*-wtVii*W :l'Jl;:;',;, .
?'.'irv '....-" .'';'.';"-''.'';...'-. rV1.1'') !;, ;.''.''..-t pour i 3,4 m'sont;\portéea:en;rdoaaéft;.;;; ':vC:<; 'On utilise l'ess-ade-duottiitèmïto giner et le fil pt tretiii<'.oup'.f&bqu'?b f'!:'!': "'41 cons:ut. 1 serrer une 6ptolAy, 4$ fil;tr'dp..fi $t 'un 'ManMn rot. tU' e.paoé,.1.fun :de l'a""treitrt,,;..8atit:,."doou/( ! puis tordre .1.' éprouve t te u.q\\ j, turè/"i;;.ét J; \. ori t,t(;:( ; que# pour un O'bj. d. haut. quai t 4'1. tÁfi, \J. i tif 'b1 t'., " ,'; ,' rés1lter à une torsion '. 29,5 ... 2S (d) tue une iongu'." \..".;.'.'' 100 X 4,. ou d est -.Le c11lUO.otr.d.u fil J, ainsi$ #'|i:;de 0,095 pouce (24 ma; d è1:Lanèt:r."J,a vU.ur Ù11n1I'4WA.ë'oeptable ',;.Vdo lassai de rês1'ano. à la'torsion est, ,.)7i.l.'".:'>:' ),!'">' '.#',i"'-'"'.
' .V' Sur .La' te.l, J.a courbe A repr8ent. un' 111, 't1:r' à #'{;v.-- :;,;{'..:,part1r des aciers AISI C-1060J la courbe B 'montre J.'et.tet 6e l&'y.'-;;; ;,(:T;:;:,':d1Iu.nut1on de la teneur en aote do'Con aoi ers j la courbe C on- ititM l'effet -de .L'add:Lt1on '(Pur4eq,Uti t4d.taJ..um1nium,8utt1,ant"; ::'r;!: pour se combiner avec .L'azote nO\"ma.Lel'4ent ,pt'ést ,dana' oette, qua..;.::L,\.,,, it4 d'acier;
tandis que ;La courbe D ooncerner un acier contenant''.-.... tf:L':;.Fm01n8 dilonvîron,0,015X de 'silicium mais oonforNe pour. ie.reste aj';,'' #"'"'l'anaXyse C-3.O6O -#''# .# '#,-#' #' #,###'..,#:##..# #,/>, ::.\] #'''# ;##':,%> >fy$j' -.Des. analyses des quatre ao:Ler'lpdo1t14i' s.n'i ;qe es analyses des aciers décrits avec référence, à la .t'1S.' '.ont l'ou':' Cp-V' pées ci->aprô8 dans un tableau'.t. ,," :'. :,:)' '#''#'*:$-#>
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' 0,61 0,77 ' ,z4 .,.:, 0,06/,.';" ' 0,006,.;., #"#"###. j:
B ## 0,38 0#27 ni 1 |5:/-*0,00a|; ;#'" -'.'.c ";:'"' i o,6x-'' ' 076 -\-K 11i YZ,'jil all! n.*'6W'r"o''.^, JVe,r. 0,006 J$f; 61, o,*76 0 # 24 , y.t
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<tb> D <SEP> 0,59 <SEP> 0,71 <SEP> <0,015 <SEP> 0,06 <SEP> 0,006
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<tb> E <SEP> 0,56 <SEP> 0,79 <SEP> 0,26 <SEP> 0,120 <SEP> #0,0022
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.#'V''P Oe 57 t 0,81 0,26 ';;0,160;1;,.. 0,012 #0,54'- ; lui #.H 0# 38 0,8 co#ol3 ''J' ni s''y'r ,I 0,012 . ,'v ¯ #'" 0,8 0,8 -'"- 0,26 .-'," Tail '.;.',.'0,012' E' 0,58 0,8' ' 0,013 ;,;;###/ -Û,12Ô;:--"1':-<r0,0025; 'i 0,59 0,87 0"Gl'S v' ' ¯aiCi h : ; 0,010;': i; ; r . , 09 0,73 ' .0,01 /:':#, , ax.$ w,t.., ai00r'; ;
Tous les aciers qui précèdent contiennent un maximum de
0,04% de phosphore et de 0,05% de soufre ;
le veste étant du fer
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' plus des résidus habituels d'autre , éléments, - # ",,## r\ &# plus des résidus habituels d'autres 616m ntolp
Comme le montre la courbe A, des aciers C-1060 étirés à froid vieillissent très rapidement ; en effet, il suffit de les ;
maintenir pendant 6 secondes à 500 F (260 C) pour diminuer leur ductilité en torsion en dessous des nomes acceptables* On diminue . , la vitesse de vieillissement en coulant cet acier sous vide afin de diminuer sa teneur en azote mats l'amélioration obtenue, comme l'indique la courbe B, ne justifie pas le prixde ce traitement dans la fabrication de fil métallique.
Cornue on peut s'y attendre, et comme le montre la courbe C, l'addition d'une quantité d'alumi- nium suffisante apporte une amélioration marquée et maintien des valeurs de ductilité acceptables même après un laps de temps pro- longé à des températures qui accélèrent le vieillissement.
Plus remar- quable cependant est l'effet consistant à abaisser la teneur en silicium en dessous d'environ 0,013% ce qui, comme le montre la courbe D, donne essentiellement le même résultat que l'addition d'un excès d'aluminium. Il est à remarquer que la ductilité en torsion T reste supérieure à 30 même après vieillissement de
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le5 heure 5009? (260*C). #','#' <# '##'# "<
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four autant qu'on le sache, cet effet du silicium n'a pas été remarque précédemment et s'explique difficiement. Le " fait que l'amélioration de la ductilité en torsion est occasionnée d'une part par une diminution de la teneur en silicium et d'autre part par une augmentation de la teneur en aluminiua est une inci- cation d'une différence de mécanisme Cette différence est bien mise en évidence par le fait que .L'addition d'aluminium est égale
Méat efficace dans des aciers contenant des quantités d'azots
anormalement élevées et anormalement basses (comparer les courte*
E et ? de la fige 2 et C de la fig. 1); tandis qu'une diminution , . de la tenour en silicium, tout en étant remarquablement efficace lorsque .La teneur en azote est normale (voir courbai;
A et D de c ' .La fige 1) ou anormalement élevée (voir courbée H et K de la fig.2)
2 un effet nuisible 4*roque l'acier est anormalement pauvre en azote (comparer la courbe 0 de la fig. 2 à la courbe B de la fig.1).
Cependant, une diminution de la teneur en silicium des aciers à haute teneur en aluminium C, E et ? jusqu'à ce qu'elle soit infé- rieure à 0,015%, comme dans les acier* E', F' et C', n'apporte au- cun changement significatif dans la ductilité en torsion, les . - courbée pour les aciers E', F' et C' n'ont pas été reportées sur le graphique puisqu'elle* se placent sensiblement au-dessus des courbes E, F et C.
Ces dernières Indiquent que les effets indi- viduels du silicium et de l'aluminium ne s'additionnent pas ce qui démontre que le mécanisme de fonctionnement est le mène dans les deux cas.
Cependant, quoiqu'on ne puisse pas actuellement empli- quer ce mécanisme, le principe de l'invention concernant l'effet de l'abaissement de la teneur en silicium en dessous de 0,015% sur la ouctilité en torsion d'aciers à haute teneur en carbone procure une façon peu coûteuse et sure d'éliminer les difficultés ' de vieillissement associées à l'utilisation de ces aciers pour fa- briquer du fil à haute résistance. On atteint ces résultats,
en éliminant la phase d'injection de sillet= dans les opérations .
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' 1'l&borat1Qn de l'.C1.. 'Cet opérations,? ouï le"rester .on' ol...t ; quel et utilisent du fer et des déchets de composition normalement connue pour produire des aciers caractérises par une teneur en azote
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nomalo,, 1..t.t.-d11'" comprise entre 0*004 et 0,,008- 'tnv1ron'..
En .. ' pratiquée on pr4Çr. fondre jusqu)â 0#01% de .1;101um; rootrbu ter et modifier la teneur en manganèse éventuellement nécessaire pour obtenir une teneur en carbone de 0,55 à 0,65% et en manganèse de 0,60 % à 0,90% dans l'acier fini. L'élimination du phosphore et du outre doit être églée pour réduite ces impuretés jusqu'à un maximum d'au moins 0,04 et 0,05%, respectivement, et de préférence jusqu'à environ 0,15% de phosphore et 0,020% de soufre.
On n'utili- ,se de l'aluminium que dans la mesure normalement requit@ par la technique nécessaire pour obtenir un bon lingot. En limitant ainsi
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J.'ut11:L.at:Lon cS 'alw:
11n1UZr&, on limite sa fonotîon une daoxyda- #' ' tion et la teneur en aluminium de l'acier ne dépasse pas un maximum d'environ 0,07% comparé au 0,10 à 0,20% d'aluminium nécessaire si l'azote doit être combiné, La présente invention rend l'utilisa- tion de cet excès d'aluminium inutile et évité les frais et les difficultés qui y sont associés, L'acier est travaillé à chaud en verge, puis il est traité, nettoyé et étiré à froid en fil suivant les techniques classiques,
Si le fil est soumis à un paten- tage intermédiaire, on arrange le programme d'étirage de telle façon que l'étirage postérieur à ce patentage écrouisse le fil dans la mesure nécessaire pour lui conférer la résistance à la traction désirée. Le patentage est un traitement thermique classi- que produisant un fil qui combine une résistance à la traction élevée avec une ductilité élevée et donne donc au fil la possibilité té de résister à un étirage.
Le traitement consiste chauffer le fil à une température supérieure à la gamme de transformation et à le refroidir ensuite dans un bain de plomb fondu ou de sel ou dans l'air, pour développer une résistance à la traction supé- rieure à 220.000 livres/pouce carré (15.500 kg/cm2) nécessaire pour un cible à haute résistance, l'étirage final doit effectuer une réduction de section comprise entre 75 et 90% environ. On
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f !:;I, "* ' ,4;. . o , ¯ ., -:F.;er,K, ¯,Y u : ',5 , 4 ;;t"3 , y .r, .. ; i . ^ ' : n v..x ,.:7\1t;1':::/':
,If .:1' --. t. ,- ; ^ ':1' : peut utiliser n'importe que.,lr'â' YOilf,1',I,ul t,8:i,9,au ,'";,'ra'i t ,r ,t: ;'1t';J{\ p , r ., -'xt.ut .yi ' '''.'' ':1.\1;1r" 1;,,\ - 6 :, ,1:((' '(et eoNNettre M un ,Wle f rir#% ,iAlw,y! .fW,. kir#,üh; 14111f4tr> lt'Waii # "'-'''#'' ^'"1 '.. ,}' ',fh-l\..;.."r 1 .t;'r'L'I,f:"J., ''rl.
.Jo . JI," . ;}'t ./#/ antienne* Plus haut dans là 4léViirAüww lle';aYritttx,tbrr,5.':'p,ii4çß.
-' l invention procure un fil caraot4r1j4 pà, \.\ne; "'ûotS:J;td)8n torsion. ,-'.
, ,A i " , ,. s.l'4 ü ' , />yY. 3n,s7. , n '##/># ,:;:1,/;(,",,;: T, do 30 ou davantage m\!ne âpre* rr v,e,aleriolug.auil,',,, .*'",\J"'(I "". }.,; .t,,'",1"'\' /t\/,\,! :')';{ t,'.,';: 'f ,., fi' ca rapport le fil dépasse motablement des exigence,$ standards dé-
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(:::'::r #ttwaiaées par a t01"il1uJ.e . 29,' ;.. 2'\ (d). Oette !am.1o'tat1on /##' '.";ß; fi,: aomb1n6t avec une rds1atanc, 1 la traotion .up41"1eur. à a20.000 '... - '## J.1v1'I,,/pouoe carré (J.5. '00 ks/om2i <ont tao1J.emont obtenues dans -'#] un fil d'ao1er ..
O,60ït de carbone*'' 14 0''01. fabriqua @possède ainsi: une qualité une longévité et un* résistance exceptionnelles.
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,',,'i' ua,q,u4 l'invention ait 4td ddorite av,86 référence à des aciers à 0,60% de carbone couramment utilisas dans des câbles métalliques à haute résistance, elle s'appliqua également à la fa- 7 ;
., brication de tels produits à partir d'aciers à teneur en carbone ' ' ' supérieure, En général, on diminue 'les tendances au vieillissement , et on anéliors la ductilité en torsion en limitant la teneur en si- licium à 0,015% maximum dans un fil étiré à froid dans la Sa=*
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:"'.. : ' de compositions suivantes s carbone 0,55/0,$$} ksngana #.', ' ; .#; j 1 \r , - ;''"'.
, 0,35/l*2ûj phosphore 0,04 max1mum. soutre oo; mU1:1iw2tJ azote, ;,'>,1.., 0,004/0,012; le reste étant du fer et des résidus normaux Comme
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indiqué plus haut, la teneur en ûwdn1wn nt 'doit de préférence pas /' . dépasser environ 0,07% pour obtenir tous les' avantages de l'1nven- ..;',' 'tion. ' ' . Q.: t:1011.t ,',;'" 1 \, ", ,
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux tomes d'exécution spécifiques, décrites, auxquelles des changements et modifications peuvent titre apporta sana sortir de son cadre.