CA1269548A - Acier inoxydable austenitique au cobalt ultra resistant a la cavitation erosive - Google Patents
Acier inoxydable austenitique au cobalt ultra resistant a la cavitation erosiveInfo
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Abstract
L'invention concerne un acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, caractérisé en ce que, d'une part, il comprend: de 8 à 30% en poids de Co; de 13 à 30% en poids de Cr; de 0,03 à 2,0% en poids de C; jusqu'à 0,3% en poids de N; jusqu'à 5,0% en poids de Si; jusqu'à 1,0% en poids de Ni; jusqu'à 2% en poids de Mo; et jusqu'à 16% en poids de Mn; le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe, et en ce que, d'autre part, il remplit au moins une des trois conditions suivantes: - sa teneur en C est supérieure à 0,3%; et/ou - sa teneur en Si est supérieure à 3,0%; et/ou - sa teneur en Mn est supérieure à 9,0%. Cet acier inoxydable qui est utilisable pour la fabrication ou la réparation de pièces de machines hydrauliques, est en outre caractérisé en ce que sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn, et, parmis ces éléments ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser l'énergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60% en poids de l'acier soit, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour présenter sous l'éffet de la cavitation, un mâclage fin de déformation ou pour, alternativement, pouvoir se transformer sous l'effet de la cavitation, en une phase hexagonale compacte .epsilon. et/ou en de la martensite .alpha. montrant un mâclage fin de déformation.
Description
La présente invention a pour objet un nouvel acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive.
La demande de brevet canadien en coinstance no.
457,755 déposée le 28 juin 1984 au nom du même inventeur décrit et revendique un acier inoxydable austénitique au cobalt possèdant une très forte résistance à la cavitation érosive de forte intensité, lequel acier est, de par sa résistance, tout particulièrement utile pour la fabrication ou la réparation de pièces de machines hydrauliques.
~'acier inoxydable austénigue décrit et revendiqué
dans cette demande de brevet en coinstance est caractérisé
en ce que, d'une part, comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr de 0,03 à 0,3% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
jusgu'à 3,0% en poids de Si;
Jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'à 2% en poids de Mo; et jusqu'à 9% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe, et en ce que, d'autre part et surtout, sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, co, Ni, Mn) et, parmi ces éléments ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser l'énergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60% et de préférence au moins 85% en poids de l'acier soit, à la température ambiante, dans une phase cubique à face centrée métastable ~ ayant une energie de faute d'empilement suffisamment faible pour qu'elle puisse se transformer sous l'effet de la cavitation en une ., ~
, ~
phase hexagonale compacte ou en de la martensite montrant un mâclage fin de déformation.
Tel qu'indiqué dans le préambule de cette demande en coinstance no. 457,755, la composition ainsi que la structure très particulière de cet acier inoxydable ont été
"sélectionnées" par l'inventeur après de nombreuses recherches effectuées suite à la découverte du fait que les aciers inoxydables au cobalt à faible dureté contenant aussi peu que 8% en poids de cobalt possèdent une résistance à la cavitation érosive aussi bonne que celle, excellente, que possèdent les alliages contenant jusqu'à 65% de cobalt, à
condition qulau moins 60~ en poids desdits aciers inoxydables à faible teneur en cobalt soit, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée métastable y ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour qu'elle puisse se transformer sous l'effet de la cavitation en une phase hexagonale compacte ~ et/ou en de la martensite a montrant un mâclage fin de déformation.
En fait, il avait alors été découvert que, de fa~on fort surprenant les alliages "mous" Fe--Cr-Co-C qui possèdent un mâclage fin induit par la cavitation, lequel mâclage est spécifique aux cristaux à faible énergie de faute diempilement (E.F.E.), possèdent également une résistance efficace à la cavitation au moyen des divers mécanismes suivants:
- écrouissage et accomodation de contraintes élevées, retardant l'initiation de fissures de fatigue;
- extension du mâclage plan à toute la surface de l'alliage conservant ce dernier lisse durant toute une période d'incubation; et - absorption continue de l'énergie de cavitation incidente par la production d'une grande densité de dislocation et de particules érodées fines conduisant ainsi à de faibles taux d'érosion.
.....
La presente invention telle que ci-après décrite et revendiquée, est basée sur la découverte du fait que des resultats et avantages similaires à ceux précédemment mentionnés à savoir une très forte résistance à la cavitation érosive, un relativement bas prix de revient et une multitude d'utilisations possibles notamment pour la fabrication de pièces de machines hydrauliques, peuvent être obtenus avec des aciers inoxydables au cobalt plus "durs", pouvant contenir jusqu'à 2% en poids de carbone, jusqu'à 5%
en poids de silicium et jusqu'à 1-6% en poids de manganese.
Sur la base de cette nouvelle découverte, la présente invention a pour objet un nouvel acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, lequel acier est caractérisé en ce que:
(a) il comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr;
de 0,03 à 2,0% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
: 20 jusqu'à 5,0% en poids de Si;
: jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'à 2% en poids de Mo; et jusqu'à 16% en poids de Mn;
: le pourcentage restant étant essentiellement constitué de : 25 Fe, : : (b~ il remplit au moins une des trois conditions suivantes:
- sa teneur en C est supérieure à 0,3%; et/ou - sa teneur en Si est supérieure à 3,0~; et/ou : 30 - sa teneur en Mn est supérieure à 9,0%; et (c) sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) et, parmis ces élements ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser llénergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60~ en poids de l'acier soit, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour présenter sous l'éffet de la cavitation, un maclage fin de déformation ou pour, alternativement, pouvoir se transformer sous l'effet de la cavitation, en une phase hexagonale compacte ~ et/ou en de la martensite montrant un mâclage fin de deformation.
Comme dans le cas de l'acier décrit et revendiqué
dans la demande en coinstance no. 457,755, au moins 60~ en poids de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention doit etre, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant la plus faible énergie de faute d'empilement possible. Cette dernière condition, à savoir une très faible énergie de faute d'empilement de la phase austénitique cubique à face centrée Y , est un élément essentiel de l'invention, puisqu'il est absolument nécessaire que l'acier soit capable, sous l'effet de la cavitation, de se déformer pour montrer un mâclage fin de déformation le rendant ultra résistant. Cette déformation peut s'effectuer dans certains cas sans changement de phase.
Cette déformation peut également etre obtenue par transformation de la phase cubique à face centrée ~, en phase hexagonale compacte ~ et/ou en martensite ~.
Cette possibilité d'une déformation ou d'une transformation de phase sous l`effet de la cavitation de façon à montrer un maclage fin, est spécifique aux cristaux ; à faible énergie de faute d'empilement. Pour obtenir cette faible énergie de faute d'empilement, il est nécessaire de tenir compte de la capacité de chaque élément à abaisser ou augmenter l'énergie de faute d'empilement, et d'ajuster la teneur respective des divers éléments choisis pour constituer l'acier de façon à ce que l'énergie de faute -- 4 ~
d'empilement de l'ensemble des eléments combinés soit suffisamment faible pour qu'on obtienne un mâclage fin de déformation lorsque l'acier est sujet à la cavitation.
Parmi les éléments connus pour augmenter l'énergie de faute d'empilement (E.F.E), on peut citer Ni et C. Parmi ceux connus pour abaisser llE.F.E., on peut citer Co, Si, Mn et N. Bien sûr, ces derniers éléments devront être choisis en priorité pour obtenir le résultat voulu, à savoir une faible E.F.E. Parmi des éléments connus pour abaisser l'E.F.E., le cobalt est sans doute un des plus intéressants dans la mesure où il a l'avantage, en plus d'abaisser llE.F.E., de conserver la stabilité de la phase austénitique de l'acier sur une grande gamme de concentration.
Il est également nécessaire de tenir compte de la nature même de ces éléments pour que 60~ au moins de llacier soit effectivement en phase ~ . Pour ce faire, il est nécessaire de choisir et adéquatement ajuster la teneur de llacier en éléments respectivement connus ferritisants (Cr, Mo, Si) et austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn).
L'exigence pour l'acier selon l'invention de montrer un maclage fin induit par la cavitation est compatible avec le résultat des observations faites dans la littérature, notamment par S. Vaidya et al ("The Role of Twinning in the Cavitation Erosion of Cobalt Single Crystals", Met. Trans. A., Vol. llA, page 1139, juillet 1980) qui ont attribué la forte résistance de la cavitation des alliages à forte teneur en cobalt à la faible énergie de faute d'empilement de ces alliages et à leur mâclage plan de déformation. Il est a noter cependant qu'il est tout à fait surprenant au vue de l'état de la technique que l'acier inoxydable selon l'invention gui contient moins de 30% en poids de cobalt et jusqu'à 70% en poids de fer, puisse ainsi ; posséder une énergie de faute d'empilement aussi faible que ~ celle des alliages à forte teneur en cobalt, et un mâclage ~8 fin de déformation sensiblement identigue (voir également l'article de D.A. Woodford et Al, "A Deformation Induced Phase Transformation Involging a Four-Layer Stacking Sequence in Co-Fe Alloy", Met. Trans., vol. 2, page 3223, 1971 où il est indiqué que dans les alliages Fe-Co, seulement 15~ en poids de fer est suffisant pour faire complètement disparaitre la transformation induite par cavitation de la phase Y en phase ~ ). Une explica~ion possible à ce phénomène particulier est que, dans l'acier inoxydable selon l'invention, le chrome a une très forte interaction avec le cobalt et le fer pour promouvoir la formation de cristaux à faible énergie de faute d'empilement.
La couche de surface des alliages Fe-Cr-Co-C selon l'invention montre, après exposition à la cavitation, un réseau très fin de mâclage dans une phase cubique à face centrée (phase Y3, dans une phase hexagonale compacte (phase ~ ) ou encore dans une phase martensitique ~ . La présence de ce maclage fin et continu obtenu sous exposition à la cavitation explique la forte résistance à la cavitation de l'alliage, qui, de par son maclage, possède un moyen efficace d'absorber l'énergie des chocs de cavitation par déformation de sa structure cristalline. Ce mâclage fin est également un excellent moyen d'accomoder les contraintes élevées et ainsi retarder la création et la propagation de fissures de fatigue. L'écrouissage localisé associé à ce mâclage fin assure une extension du mâclage à toute la surface exposée au début de l'exposition à la cavitation (période d'incubation). Ceci explique pourquoi la surface exposée demeure aussi plate et lisse durant la période d'incubation, si on la compare à la surface de fort relief que l'on obtient avec des matériaux plus déformables. Des surfaces plus lisses sont en effet moins sujettes à attague par les microjets tangentiels localisés qui se produisent ~L2~
lors de chague implosion due à la cavitation. Ainsi, pendant la période d'incubation, le seul relief de surface que subissent les aciers inoxydables au cobalt selon l'invention est le mâclage fin de déformation ci-dessus mentionné. Ce mâclage fin conduit à de très faibles taux d'érosion compte tenu du fait que les particules érodées à
la jonction des mailles sont très fines. La quantité
importante de surfaces nouvellement créées pour une quantité
donnée de métal perdu par érosion est un autre moyen efficace d'absorber l'énergie de cavitation incidente.
Selon un mode tout particulièrement préferé de réalisation, l'acier inoxydable austénitique au cobalt selon l'invention comprend avantageusement:
de 10 à 12% en poids de Co;
de 16 à 18% en poids de Cr;
de 0,4 à 0,5% en poids de C;
de 2,5 à 3,5% en poids de Si; et de 4,5 à 5,5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe et d'impuretes résiduelles.
Bien entendu, la teneur en chacun des éléments ci-dessus mentionnés est adéquatement choisie et ajustee tel qu'expliqué ci-dessus.
Des aciers inoxydables tout particulièrement intéressants sont identifiés par les numéros S17-3; 23 et 59 dans le TABLEAU donné ci-après. Il s'avère en effet que ces aciers particuliers sont non seulement très efficaces ~ils Ollt une résistance à la cavitation sensiblement identique et même, dans le cas de l'acier S17-3, supérieure au STELLITE* 6), mais également bon marché (à comparer au STELLITE * qui contient 60% de Co). On peut en effet noter que la composition de ces aciers est tres proche de la composition de~ aciers inoxydables de la série standard 300, ; la seule différence résidant dans l'absence de nickel (connu * (marque de commerce) pour augmenter l'énergie de faute d'empilement (E.F.E.)), remplacé par une quantité accrue de Co (connu pour abaisser l'E.F.E.).
Tel que précédemment indiqué, l'aciers inoxydables S au Co selon l'invention sont mous, Ces aciers sont moins chers que les alliages conventionnels à forte teneur en Co tels que le STELLITE 6 ou le STELLITE 21, tout en ayant sensiblement la même resistance à la cavitation. Il en résulte que l'acier inoxydable selon l'invention offre une alternative economique aux alliages de type STELLITE 21 utilisés actuellement pour protéger les machines hydrauliques contre les effets de cavitation érosive. Des fils ou électrodes de soudure faits à partir de l'acier selon l'invention peuvent être utilisés pour réparer des dommages dus à la cavitation. Des pièces de machines hydrauliques ou des groupes entiers peuvent également être coulés ou complètement recouverts de cet acier qui est moins cher que le STELLITE et est capable d'être laminé à chaud et à froid pour le développement et la fabrication d'éléments de machines hydrauliques à forte résistance à la cavitation.
A la lumière de ce qui précède, l'invention a pour autre objet toute pièce en acier inoxydable pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, lorsque ladite pièce est faite ou recouverte d'un acier inoxydable au Co à forte résistance à la cavitation selon l'invention.
Les pièces en acier inoxydable selon l'invention ont une resistance à la cavitation au moins égale aux pièces faites d'alliages plus durs du type STELLITE-1 ou -6. Les aciers inoxydables selon l'invention étant mous, ils sont beaucoup plus faciles à meuler. En fait, les pièces selon l'invention ont tous les avantages des pièces faites à
partir d'alliages mous à forte teneur en Co, du type ", ~2~ 8 STELLITE-21, mais à moindre coût.
D'autres avantages et caracteristiques de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description non restrictive qui va suivre d'essais effectués par l'inventeur.
PROCEDURE EXPERIMENTALE
La résistance à la cavitation érosive des aciers et alliages testés a été mesurée par essai de cavitation ultrasonique selon la norme ASTM-G32. Les pertes en poids d'échantillons cylindriques de 16 mm vibrant à 20 kHz sous une double amplitude de 50 ~um dans de l'eau distillée à 22C
furent rnesurées toutes les cinq heures pendant vingt cinq heures au moyen d'une balance électrique précise au dixième de milligramme. Les matériaux testés sont listés dans le TABLEAU I suivant, où l'on trouve également leur composition nominale, leur dureté ainsi que leur taux d'érosion à la ; cavitation.
/
:~ /
TABLEAU
COMPOSITION ET PERFORMANCE DES ACIERS TESTES
_ NlDnéros CC~POSITION CHIMIQU3~: (% en poids) Dureté Taux Rockwell d' érosion identi- ( RC ) par cavi-f ication tation ~n/dt C Mn Si Cr Co Mo N_ (rn~/h) _ S17-3 0.46 5.30 3.30 16.60 11.6000020.050 29 0.78 STEL-LITE 6 1.10 1.00 0.50 28.00 60.000.000.050 40 0.80 23 0.41 5.00 3.50 16.40 8.00 0.000.042 26 0.86 59 0.40 5.00 3.00 16.00 8.00 0.000.020 30 0.90 34 0.78 0.10 1.40 18.40 8.00 0.000.090 34 1.00 40D O .90 0.10 1.10 26.00 8.00 0.000.010 33 1.06 S15-4 0.45 4.90 1.70 18.10 10.000.020.050 26 1.06 57 0.60 2.00 1.00 18.00 10.000.000.020 27 1.06 S16-4 0.39 5.20 3.50 15.80 10.800.020.050 23 1.08 40B 1.10 0.10 i .3025.00 8.00 0.000.017 31 1.11 S17-4 0.46 4.90 3.10 16.90 1'.600.020.050 26 1.11 S6 0.27 10.20 1.36 12.90 10.402.600.078 26 1.12 0.50 2.00 1.00 18.00 10.000.000.020 26 1.12 SI5-3 0.39 4.40 1.60 18.60 9.10 0.020.050 25 1.17 S14 0.37 5.00 0.76 19.00 11.000.020.050 26 1.18 S8 0.34 11.40 1.25 13.50 9.90 2.500.050 23 1.26 47 0.26 10.26 1.10 13.20 11.600.000.020 12 1.30 54 O .40 2.00 1.001~ .00 10.000.000.020 26 1.32 24 0.41 5.50 0.00 15.10 12.000.000.040 21 1.34 S5 0.26 ]0.20 i.43 13.00 9.70 2.700.047 21 1.35 0.27 10.40 1.16 12.50 7.30 0.000.020 15 1.36 S7 0.31 10.70 1.23 14.20 9.00 2.500.050 26 1.36 46 O .27 10.20 1.11 13.50 9.96 0.000.020 15 1.36 0.40 2.00 3.00 16.00 8.00 0.000.020 30 1.37 S2 0.11 15.80 0.55 12.80 9.10 3.300.057 26 1.40 # 3742 0.32 10.90 1.18 14.50 9.30 2.400.050 26 1.40 S12 0.34 3.31 0.99 18.50 11.600.020.050 26 1.40 STEL-LI~E 2l 0.25 1.00 0.50 28.00 60.00 5.00 0.050 30 1.40 . _ _ _ _ ' ~.
~;4~3 Les aciers au Co selon l'invention énumérés dans le TABLEAU I furent préparés en faisant fondre sur une plaque de cuivre refroidie à l'eau dans un petit four à arc de laboratoire ou dans un four à induction, un mélange approprié de plusieurs des constituants suivants: acier au carbone, acier inoxydable 304, STELLITE 21, ferrochrome, cobalt électrolytique, ferromanganèse et ferrosilicium. Il est à noter que les compositions de tous ces aciers expérimentaux à l'exception des deux STELLITES qui furent testés pour fin de référence, tombent tous dans la fourchette de composition de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention.
INTERPRETATION DES ~ESULTATS
Les résultats des essais de cavitation érosive reporté sur le TABLEAU I démontrent clairement que tous les aciers expérimentaux testés ont une résistance à la cavitation supérieure ou égale à celle du STELLITE 21, tout ZO en ayant une dureté sensiblement comparable. Un des aciers expérimentaux selon l'invention, ]e S17-3, a même montré une résistance à la cavitation supérieure à celle du STELLITE 6, tout en ayant une dureté inférieure.
Des essais de diffraction aux rayons X et des observations micro~raphiques effectués concuremment sur certains des aciers testés ont montré également que l'excellente résistance à la cavitation des aciers au cobalt selon l'invention peut être attribuée au réseau fin de maclage accompagnant la déformation de la phase austénitique ~ ou sa transformation en phase hexagonale compacte ~ ou en martensite ~, ce mâclage induit par cavitation étant spécifique aux cristaux à faible énergie de faute d'empilement.
Le fait qu'aucun maclage fin et qu'une faible ~z~g~
résistance à la cavitation ont pu être observés sur les aciers testés dans la demande de brevet canadien no. 457,755 en coinstance et qui étaient principalement soit ferritiques, soit martensitiques avant d'8tre sujet à
exposition à la cavitation, semble indiquer que la déformation ou transformation induite par cavitation en la phase C.F.C. ~, en une phase H.C. ~ et/ou en de la martensite a montrant un mâclage fin de déformation, est essentiel pour obtenir une forte résistance à la cavitation.
Cette exigence à son tour implique que l'acier inoxydable selon l'invention soit principalement dans une phase austénitique ~ à température ambiante.
Il est donc clair que, tout comme dans le cas de l'acier inoxydable 301, la teneur de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si) et austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) doit être adéquatement choisie et ajustée de façon à
stabiliser l'austénite particulièrement dans le cas d'un refroidissement rapide, pour ainsi promouvoir une déformation de la phase ~ ou une transformation induite de cette phase y en phase s ou en martensite, la forte résistance à la cavitation des aciers selon l'invention résul~ant principalement de leur composition où les éléments ~connus pour augmenter l'énergie de faute d'empilement, à
;25 savoir, par exemple, le nickel, sont remplacés autant ~ue possible par des élements connus pour abaisser cette énergie de faute d'empilement tels que Co, Si, Mn et N et ainsi conduire à un mâclage de déformation plus fin.
Les aciers inoxydables au cobalt selon l'invention peuven~ avantageusement être utilisés pous la fabrication et la reparation de pièces ou de groupes de machines hydrauliques, tels que des turbines, des pompes, des robinets etc. Ils peuvent être utilisés soit comme recouvrements soudés sur de l'acier au carbone, soit comme . , , matériaux de base, coulés ou sous forme de tôle, pour la fabrication de machines toutes faites en acier inoxydable.
Ces aciers peuvent en outre être laminés à chaud ou à froid et être développés en fils ou électrodes de soudage pour S remplacer le STELLITE 21 beaucoup plus cher utilisé pour réparer les dommages de cavitation des turbines hydrauliques.
On doit noter qu'aucun traitement thermique ou mécanique spécial n'est requis, dans l'état tel que coulé ou soudé, pour obtenir la meilleure résistance à la cavitation de ces acier inoxydables austénitiques au cobalt. S'ils doivent être déformés à froid pour des besoins de mise en forme de fil ou de tôle par exemple, on doit alors leur faire subir un traitement thermique de recuit à haute température, comme pour les acier inoxydables austénitiques standards. Leur meilleure formabilité que les alliages à
base de cobalt est un autre avantage économique surtout pour ; la fabrication en fil de soudage.
;: ~
La demande de brevet canadien en coinstance no.
457,755 déposée le 28 juin 1984 au nom du même inventeur décrit et revendique un acier inoxydable austénitique au cobalt possèdant une très forte résistance à la cavitation érosive de forte intensité, lequel acier est, de par sa résistance, tout particulièrement utile pour la fabrication ou la réparation de pièces de machines hydrauliques.
~'acier inoxydable austénigue décrit et revendiqué
dans cette demande de brevet en coinstance est caractérisé
en ce que, d'une part, comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr de 0,03 à 0,3% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
jusgu'à 3,0% en poids de Si;
Jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'à 2% en poids de Mo; et jusqu'à 9% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe, et en ce que, d'autre part et surtout, sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, co, Ni, Mn) et, parmi ces éléments ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser l'énergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60% et de préférence au moins 85% en poids de l'acier soit, à la température ambiante, dans une phase cubique à face centrée métastable ~ ayant une energie de faute d'empilement suffisamment faible pour qu'elle puisse se transformer sous l'effet de la cavitation en une ., ~
, ~
phase hexagonale compacte ou en de la martensite montrant un mâclage fin de déformation.
Tel qu'indiqué dans le préambule de cette demande en coinstance no. 457,755, la composition ainsi que la structure très particulière de cet acier inoxydable ont été
"sélectionnées" par l'inventeur après de nombreuses recherches effectuées suite à la découverte du fait que les aciers inoxydables au cobalt à faible dureté contenant aussi peu que 8% en poids de cobalt possèdent une résistance à la cavitation érosive aussi bonne que celle, excellente, que possèdent les alliages contenant jusqu'à 65% de cobalt, à
condition qulau moins 60~ en poids desdits aciers inoxydables à faible teneur en cobalt soit, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée métastable y ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour qu'elle puisse se transformer sous l'effet de la cavitation en une phase hexagonale compacte ~ et/ou en de la martensite a montrant un mâclage fin de déformation.
En fait, il avait alors été découvert que, de fa~on fort surprenant les alliages "mous" Fe--Cr-Co-C qui possèdent un mâclage fin induit par la cavitation, lequel mâclage est spécifique aux cristaux à faible énergie de faute diempilement (E.F.E.), possèdent également une résistance efficace à la cavitation au moyen des divers mécanismes suivants:
- écrouissage et accomodation de contraintes élevées, retardant l'initiation de fissures de fatigue;
- extension du mâclage plan à toute la surface de l'alliage conservant ce dernier lisse durant toute une période d'incubation; et - absorption continue de l'énergie de cavitation incidente par la production d'une grande densité de dislocation et de particules érodées fines conduisant ainsi à de faibles taux d'érosion.
.....
La presente invention telle que ci-après décrite et revendiquée, est basée sur la découverte du fait que des resultats et avantages similaires à ceux précédemment mentionnés à savoir une très forte résistance à la cavitation érosive, un relativement bas prix de revient et une multitude d'utilisations possibles notamment pour la fabrication de pièces de machines hydrauliques, peuvent être obtenus avec des aciers inoxydables au cobalt plus "durs", pouvant contenir jusqu'à 2% en poids de carbone, jusqu'à 5%
en poids de silicium et jusqu'à 1-6% en poids de manganese.
Sur la base de cette nouvelle découverte, la présente invention a pour objet un nouvel acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, lequel acier est caractérisé en ce que:
(a) il comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr;
de 0,03 à 2,0% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
: 20 jusqu'à 5,0% en poids de Si;
: jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'à 2% en poids de Mo; et jusqu'à 16% en poids de Mn;
: le pourcentage restant étant essentiellement constitué de : 25 Fe, : : (b~ il remplit au moins une des trois conditions suivantes:
- sa teneur en C est supérieure à 0,3%; et/ou - sa teneur en Si est supérieure à 3,0~; et/ou : 30 - sa teneur en Mn est supérieure à 9,0%; et (c) sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) et, parmis ces élements ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser llénergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60~ en poids de l'acier soit, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour présenter sous l'éffet de la cavitation, un maclage fin de déformation ou pour, alternativement, pouvoir se transformer sous l'effet de la cavitation, en une phase hexagonale compacte ~ et/ou en de la martensite montrant un mâclage fin de deformation.
Comme dans le cas de l'acier décrit et revendiqué
dans la demande en coinstance no. 457,755, au moins 60~ en poids de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention doit etre, à température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant la plus faible énergie de faute d'empilement possible. Cette dernière condition, à savoir une très faible énergie de faute d'empilement de la phase austénitique cubique à face centrée Y , est un élément essentiel de l'invention, puisqu'il est absolument nécessaire que l'acier soit capable, sous l'effet de la cavitation, de se déformer pour montrer un mâclage fin de déformation le rendant ultra résistant. Cette déformation peut s'effectuer dans certains cas sans changement de phase.
Cette déformation peut également etre obtenue par transformation de la phase cubique à face centrée ~, en phase hexagonale compacte ~ et/ou en martensite ~.
Cette possibilité d'une déformation ou d'une transformation de phase sous l`effet de la cavitation de façon à montrer un maclage fin, est spécifique aux cristaux ; à faible énergie de faute d'empilement. Pour obtenir cette faible énergie de faute d'empilement, il est nécessaire de tenir compte de la capacité de chaque élément à abaisser ou augmenter l'énergie de faute d'empilement, et d'ajuster la teneur respective des divers éléments choisis pour constituer l'acier de façon à ce que l'énergie de faute -- 4 ~
d'empilement de l'ensemble des eléments combinés soit suffisamment faible pour qu'on obtienne un mâclage fin de déformation lorsque l'acier est sujet à la cavitation.
Parmi les éléments connus pour augmenter l'énergie de faute d'empilement (E.F.E), on peut citer Ni et C. Parmi ceux connus pour abaisser llE.F.E., on peut citer Co, Si, Mn et N. Bien sûr, ces derniers éléments devront être choisis en priorité pour obtenir le résultat voulu, à savoir une faible E.F.E. Parmi des éléments connus pour abaisser l'E.F.E., le cobalt est sans doute un des plus intéressants dans la mesure où il a l'avantage, en plus d'abaisser llE.F.E., de conserver la stabilité de la phase austénitique de l'acier sur une grande gamme de concentration.
Il est également nécessaire de tenir compte de la nature même de ces éléments pour que 60~ au moins de llacier soit effectivement en phase ~ . Pour ce faire, il est nécessaire de choisir et adéquatement ajuster la teneur de llacier en éléments respectivement connus ferritisants (Cr, Mo, Si) et austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn).
L'exigence pour l'acier selon l'invention de montrer un maclage fin induit par la cavitation est compatible avec le résultat des observations faites dans la littérature, notamment par S. Vaidya et al ("The Role of Twinning in the Cavitation Erosion of Cobalt Single Crystals", Met. Trans. A., Vol. llA, page 1139, juillet 1980) qui ont attribué la forte résistance de la cavitation des alliages à forte teneur en cobalt à la faible énergie de faute d'empilement de ces alliages et à leur mâclage plan de déformation. Il est a noter cependant qu'il est tout à fait surprenant au vue de l'état de la technique que l'acier inoxydable selon l'invention gui contient moins de 30% en poids de cobalt et jusqu'à 70% en poids de fer, puisse ainsi ; posséder une énergie de faute d'empilement aussi faible que ~ celle des alliages à forte teneur en cobalt, et un mâclage ~8 fin de déformation sensiblement identigue (voir également l'article de D.A. Woodford et Al, "A Deformation Induced Phase Transformation Involging a Four-Layer Stacking Sequence in Co-Fe Alloy", Met. Trans., vol. 2, page 3223, 1971 où il est indiqué que dans les alliages Fe-Co, seulement 15~ en poids de fer est suffisant pour faire complètement disparaitre la transformation induite par cavitation de la phase Y en phase ~ ). Une explica~ion possible à ce phénomène particulier est que, dans l'acier inoxydable selon l'invention, le chrome a une très forte interaction avec le cobalt et le fer pour promouvoir la formation de cristaux à faible énergie de faute d'empilement.
La couche de surface des alliages Fe-Cr-Co-C selon l'invention montre, après exposition à la cavitation, un réseau très fin de mâclage dans une phase cubique à face centrée (phase Y3, dans une phase hexagonale compacte (phase ~ ) ou encore dans une phase martensitique ~ . La présence de ce maclage fin et continu obtenu sous exposition à la cavitation explique la forte résistance à la cavitation de l'alliage, qui, de par son maclage, possède un moyen efficace d'absorber l'énergie des chocs de cavitation par déformation de sa structure cristalline. Ce mâclage fin est également un excellent moyen d'accomoder les contraintes élevées et ainsi retarder la création et la propagation de fissures de fatigue. L'écrouissage localisé associé à ce mâclage fin assure une extension du mâclage à toute la surface exposée au début de l'exposition à la cavitation (période d'incubation). Ceci explique pourquoi la surface exposée demeure aussi plate et lisse durant la période d'incubation, si on la compare à la surface de fort relief que l'on obtient avec des matériaux plus déformables. Des surfaces plus lisses sont en effet moins sujettes à attague par les microjets tangentiels localisés qui se produisent ~L2~
lors de chague implosion due à la cavitation. Ainsi, pendant la période d'incubation, le seul relief de surface que subissent les aciers inoxydables au cobalt selon l'invention est le mâclage fin de déformation ci-dessus mentionné. Ce mâclage fin conduit à de très faibles taux d'érosion compte tenu du fait que les particules érodées à
la jonction des mailles sont très fines. La quantité
importante de surfaces nouvellement créées pour une quantité
donnée de métal perdu par érosion est un autre moyen efficace d'absorber l'énergie de cavitation incidente.
Selon un mode tout particulièrement préferé de réalisation, l'acier inoxydable austénitique au cobalt selon l'invention comprend avantageusement:
de 10 à 12% en poids de Co;
de 16 à 18% en poids de Cr;
de 0,4 à 0,5% en poids de C;
de 2,5 à 3,5% en poids de Si; et de 4,5 à 5,5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe et d'impuretes résiduelles.
Bien entendu, la teneur en chacun des éléments ci-dessus mentionnés est adéquatement choisie et ajustee tel qu'expliqué ci-dessus.
Des aciers inoxydables tout particulièrement intéressants sont identifiés par les numéros S17-3; 23 et 59 dans le TABLEAU donné ci-après. Il s'avère en effet que ces aciers particuliers sont non seulement très efficaces ~ils Ollt une résistance à la cavitation sensiblement identique et même, dans le cas de l'acier S17-3, supérieure au STELLITE* 6), mais également bon marché (à comparer au STELLITE * qui contient 60% de Co). On peut en effet noter que la composition de ces aciers est tres proche de la composition de~ aciers inoxydables de la série standard 300, ; la seule différence résidant dans l'absence de nickel (connu * (marque de commerce) pour augmenter l'énergie de faute d'empilement (E.F.E.)), remplacé par une quantité accrue de Co (connu pour abaisser l'E.F.E.).
Tel que précédemment indiqué, l'aciers inoxydables S au Co selon l'invention sont mous, Ces aciers sont moins chers que les alliages conventionnels à forte teneur en Co tels que le STELLITE 6 ou le STELLITE 21, tout en ayant sensiblement la même resistance à la cavitation. Il en résulte que l'acier inoxydable selon l'invention offre une alternative economique aux alliages de type STELLITE 21 utilisés actuellement pour protéger les machines hydrauliques contre les effets de cavitation érosive. Des fils ou électrodes de soudure faits à partir de l'acier selon l'invention peuvent être utilisés pour réparer des dommages dus à la cavitation. Des pièces de machines hydrauliques ou des groupes entiers peuvent également être coulés ou complètement recouverts de cet acier qui est moins cher que le STELLITE et est capable d'être laminé à chaud et à froid pour le développement et la fabrication d'éléments de machines hydrauliques à forte résistance à la cavitation.
A la lumière de ce qui précède, l'invention a pour autre objet toute pièce en acier inoxydable pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, lorsque ladite pièce est faite ou recouverte d'un acier inoxydable au Co à forte résistance à la cavitation selon l'invention.
Les pièces en acier inoxydable selon l'invention ont une resistance à la cavitation au moins égale aux pièces faites d'alliages plus durs du type STELLITE-1 ou -6. Les aciers inoxydables selon l'invention étant mous, ils sont beaucoup plus faciles à meuler. En fait, les pièces selon l'invention ont tous les avantages des pièces faites à
partir d'alliages mous à forte teneur en Co, du type ", ~2~ 8 STELLITE-21, mais à moindre coût.
D'autres avantages et caracteristiques de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description non restrictive qui va suivre d'essais effectués par l'inventeur.
PROCEDURE EXPERIMENTALE
La résistance à la cavitation érosive des aciers et alliages testés a été mesurée par essai de cavitation ultrasonique selon la norme ASTM-G32. Les pertes en poids d'échantillons cylindriques de 16 mm vibrant à 20 kHz sous une double amplitude de 50 ~um dans de l'eau distillée à 22C
furent rnesurées toutes les cinq heures pendant vingt cinq heures au moyen d'une balance électrique précise au dixième de milligramme. Les matériaux testés sont listés dans le TABLEAU I suivant, où l'on trouve également leur composition nominale, leur dureté ainsi que leur taux d'érosion à la ; cavitation.
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TABLEAU
COMPOSITION ET PERFORMANCE DES ACIERS TESTES
_ NlDnéros CC~POSITION CHIMIQU3~: (% en poids) Dureté Taux Rockwell d' érosion identi- ( RC ) par cavi-f ication tation ~n/dt C Mn Si Cr Co Mo N_ (rn~/h) _ S17-3 0.46 5.30 3.30 16.60 11.6000020.050 29 0.78 STEL-LITE 6 1.10 1.00 0.50 28.00 60.000.000.050 40 0.80 23 0.41 5.00 3.50 16.40 8.00 0.000.042 26 0.86 59 0.40 5.00 3.00 16.00 8.00 0.000.020 30 0.90 34 0.78 0.10 1.40 18.40 8.00 0.000.090 34 1.00 40D O .90 0.10 1.10 26.00 8.00 0.000.010 33 1.06 S15-4 0.45 4.90 1.70 18.10 10.000.020.050 26 1.06 57 0.60 2.00 1.00 18.00 10.000.000.020 27 1.06 S16-4 0.39 5.20 3.50 15.80 10.800.020.050 23 1.08 40B 1.10 0.10 i .3025.00 8.00 0.000.017 31 1.11 S17-4 0.46 4.90 3.10 16.90 1'.600.020.050 26 1.11 S6 0.27 10.20 1.36 12.90 10.402.600.078 26 1.12 0.50 2.00 1.00 18.00 10.000.000.020 26 1.12 SI5-3 0.39 4.40 1.60 18.60 9.10 0.020.050 25 1.17 S14 0.37 5.00 0.76 19.00 11.000.020.050 26 1.18 S8 0.34 11.40 1.25 13.50 9.90 2.500.050 23 1.26 47 0.26 10.26 1.10 13.20 11.600.000.020 12 1.30 54 O .40 2.00 1.001~ .00 10.000.000.020 26 1.32 24 0.41 5.50 0.00 15.10 12.000.000.040 21 1.34 S5 0.26 ]0.20 i.43 13.00 9.70 2.700.047 21 1.35 0.27 10.40 1.16 12.50 7.30 0.000.020 15 1.36 S7 0.31 10.70 1.23 14.20 9.00 2.500.050 26 1.36 46 O .27 10.20 1.11 13.50 9.96 0.000.020 15 1.36 0.40 2.00 3.00 16.00 8.00 0.000.020 30 1.37 S2 0.11 15.80 0.55 12.80 9.10 3.300.057 26 1.40 # 3742 0.32 10.90 1.18 14.50 9.30 2.400.050 26 1.40 S12 0.34 3.31 0.99 18.50 11.600.020.050 26 1.40 STEL-LI~E 2l 0.25 1.00 0.50 28.00 60.00 5.00 0.050 30 1.40 . _ _ _ _ ' ~.
~;4~3 Les aciers au Co selon l'invention énumérés dans le TABLEAU I furent préparés en faisant fondre sur une plaque de cuivre refroidie à l'eau dans un petit four à arc de laboratoire ou dans un four à induction, un mélange approprié de plusieurs des constituants suivants: acier au carbone, acier inoxydable 304, STELLITE 21, ferrochrome, cobalt électrolytique, ferromanganèse et ferrosilicium. Il est à noter que les compositions de tous ces aciers expérimentaux à l'exception des deux STELLITES qui furent testés pour fin de référence, tombent tous dans la fourchette de composition de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention.
INTERPRETATION DES ~ESULTATS
Les résultats des essais de cavitation érosive reporté sur le TABLEAU I démontrent clairement que tous les aciers expérimentaux testés ont une résistance à la cavitation supérieure ou égale à celle du STELLITE 21, tout ZO en ayant une dureté sensiblement comparable. Un des aciers expérimentaux selon l'invention, ]e S17-3, a même montré une résistance à la cavitation supérieure à celle du STELLITE 6, tout en ayant une dureté inférieure.
Des essais de diffraction aux rayons X et des observations micro~raphiques effectués concuremment sur certains des aciers testés ont montré également que l'excellente résistance à la cavitation des aciers au cobalt selon l'invention peut être attribuée au réseau fin de maclage accompagnant la déformation de la phase austénitique ~ ou sa transformation en phase hexagonale compacte ~ ou en martensite ~, ce mâclage induit par cavitation étant spécifique aux cristaux à faible énergie de faute d'empilement.
Le fait qu'aucun maclage fin et qu'une faible ~z~g~
résistance à la cavitation ont pu être observés sur les aciers testés dans la demande de brevet canadien no. 457,755 en coinstance et qui étaient principalement soit ferritiques, soit martensitiques avant d'8tre sujet à
exposition à la cavitation, semble indiquer que la déformation ou transformation induite par cavitation en la phase C.F.C. ~, en une phase H.C. ~ et/ou en de la martensite a montrant un mâclage fin de déformation, est essentiel pour obtenir une forte résistance à la cavitation.
Cette exigence à son tour implique que l'acier inoxydable selon l'invention soit principalement dans une phase austénitique ~ à température ambiante.
Il est donc clair que, tout comme dans le cas de l'acier inoxydable 301, la teneur de l'acier inoxydable au cobalt selon l'invention en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si) et austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) doit être adéquatement choisie et ajustée de façon à
stabiliser l'austénite particulièrement dans le cas d'un refroidissement rapide, pour ainsi promouvoir une déformation de la phase ~ ou une transformation induite de cette phase y en phase s ou en martensite, la forte résistance à la cavitation des aciers selon l'invention résul~ant principalement de leur composition où les éléments ~connus pour augmenter l'énergie de faute d'empilement, à
;25 savoir, par exemple, le nickel, sont remplacés autant ~ue possible par des élements connus pour abaisser cette énergie de faute d'empilement tels que Co, Si, Mn et N et ainsi conduire à un mâclage de déformation plus fin.
Les aciers inoxydables au cobalt selon l'invention peuven~ avantageusement être utilisés pous la fabrication et la reparation de pièces ou de groupes de machines hydrauliques, tels que des turbines, des pompes, des robinets etc. Ils peuvent être utilisés soit comme recouvrements soudés sur de l'acier au carbone, soit comme . , , matériaux de base, coulés ou sous forme de tôle, pour la fabrication de machines toutes faites en acier inoxydable.
Ces aciers peuvent en outre être laminés à chaud ou à froid et être développés en fils ou électrodes de soudage pour S remplacer le STELLITE 21 beaucoup plus cher utilisé pour réparer les dommages de cavitation des turbines hydrauliques.
On doit noter qu'aucun traitement thermique ou mécanique spécial n'est requis, dans l'état tel que coulé ou soudé, pour obtenir la meilleure résistance à la cavitation de ces acier inoxydables austénitiques au cobalt. S'ils doivent être déformés à froid pour des besoins de mise en forme de fil ou de tôle par exemple, on doit alors leur faire subir un traitement thermique de recuit à haute température, comme pour les acier inoxydables austénitiques standards. Leur meilleure formabilité que les alliages à
base de cobalt est un autre avantage économique surtout pour ; la fabrication en fil de soudage.
;: ~
Claims (11)
1. Acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, caractérisé en ce que:
(a) il comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr;
de 0,03 à 2,0% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
jusqu'à 5,0% en poids de Si;
jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'a 2% en poids de Mo; et jusqu'à 16,0% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe;
(b) il remplit au moins une des trois conditions suivantes:
- sa teneur en C est supérieure à 0,3%;
- sa teneur en Si est supérieure à 3,0%;
- sa teneur en Mn est supérieure à 9,0%; et (c) sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) et, parmis ces éléments ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser l'énergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60% en poids de l'acier soit, à
température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour présenter, sous l'effet de la cavitation, un mâclage fin de déformation ou pour, alternativement, pouvoir se transformer sous l'effet de la cavitation, en une phase hexagonale compacte .epsilon. et/ou en de la martensite .alpha. montrant un mâclage fin de déformation.
(a) il comprend:
de 8 à 30% en poids de Co;
de 13 à 30% en poids de Cr;
de 0,03 à 2,0% en poids de C;
jusqu'à 0,3% en poids de N;
jusqu'à 5,0% en poids de Si;
jusqu'à 1,0% en poids de Ni;
jusqu'a 2% en poids de Mo; et jusqu'à 16,0% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe;
(b) il remplit au moins une des trois conditions suivantes:
- sa teneur en C est supérieure à 0,3%;
- sa teneur en Si est supérieure à 3,0%;
- sa teneur en Mn est supérieure à 9,0%; et (c) sa teneur en éléments connus comme ferritisants (Cr, Mo, Si), en éléments connus comme austénitisants (C, N, Co, Ni, Mn) et, parmis ces éléments ferritisants et austénitisants, en éléments connus pour augmenter ou abaisser l'énergie de faute d'empilement, est adéquatement choisie et ajustée de façon à ce qu'au moins 60% en poids de l'acier soit, à
température ambiante, dans une phase cubique à face centrée ayant une énergie de faute d'empilement suffisamment faible pour présenter, sous l'effet de la cavitation, un mâclage fin de déformation ou pour, alternativement, pouvoir se transformer sous l'effet de la cavitation, en une phase hexagonale compacte .epsilon. et/ou en de la martensite .alpha. montrant un mâclage fin de déformation.
2. Acier inoxydable au cobalt selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend:
de 10 à 12% en poids de Co;
de 16 à 18% en poids de Cr;
de 0,4 à 0,5% en poids de C;
de 2,5 à 3,5% en poids de Si et de 4,5 à 5,5% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
de 10 à 12% en poids de Co;
de 16 à 18% en poids de Cr;
de 0,4 à 0,5% en poids de C;
de 2,5 à 3,5% en poids de Si et de 4,5 à 5,5% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
3. Acier inoxydable au cobalt selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend:
environ 11,6% en poids de Co, environ 16,6% en poids de Cr;
environ 0,46% en poids de C;
environ 3,3% en poids de Si; et environ 5,3% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
environ 11,6% en poids de Co, environ 16,6% en poids de Cr;
environ 0,46% en poids de C;
environ 3,3% en poids de Si; et environ 5,3% en poids de Mn;
le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
4. Acier inoxydable au cobalt selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend:
environ 8% en poids de Co;
environ 16,4% en poids de Cr;
environ 0,41% en poids de C;
environ 3,5% en poids de Si; et environ 5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
environ 8% en poids de Co;
environ 16,4% en poids de Cr;
environ 0,41% en poids de C;
environ 3,5% en poids de Si; et environ 5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
5. Acier inoxydable au cobalt selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend:
environ 8% en poids de Co;
environ 16% en poids de Cr;
environ 0,4% en poids de C;
environ 3% en poids de Si; et environ 5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
environ 8% en poids de Co;
environ 16% en poids de Cr;
environ 0,4% en poids de C;
environ 3% en poids de Si; et environ 5% en poids de Mn, le pourcentage restant étant essentiellement constitué de Fe avec, le cas échéant, des traces de Mo et N.
6. Pièce d'acier inoxydable au cobalt pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, caractérisée en ce qu'elle est faite ou recouverte d'un acier inoxydable austénique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 1.
7. Pièce d'acier inoxydable au cobalt pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, caractérisée en ce qu'elle est faite ou recouverte d'un acier inoxydable austénique ou cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 2.
8. Pièce d'acier inoxydable au cobalt pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, caractérisée en ce qu'elle est faite ou recouverte d'un acier inoxydable austénique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 4 ou 5.
9. Electrode ou fil de soudage pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, caractérisé en ce qu'il est fait en acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 1.
10. Electrode ou fil de soudage pour la fabrication ou la réparation de machines hydrauliques, caractérisé en ce qu'il est fait en acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 2.
11. Electrode ou fil de soudage pour la fabrication ou la préparation de machines hydrauliques, caractérisé en ce qu'il est fait en acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive, tel que défini dans la revendication 3.
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| EP86420305A EP0250690B1 (fr) | 1986-06-30 | 1986-12-18 | Acier inoxydable austénitique au cobalt ultra résistant à la cavitation érosive |
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| JP (1) | JPS6311653A (fr) |
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| IT1219414B (it) * | 1986-03-17 | 1990-05-11 | Centro Speriment Metallurg | Acciaio austenitico avente migliorata resistenza meccanica ed agli agenti aggressivi ad alte temperature |
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