Procédé de fabrication d'un alliage d'acier chromé malléable. La présente invention concerne la fabri cation d'un alliage d'acier chromé malléable. Jusqu'ici on a employé pour la fabrication d'objets résistant aux agents de corrosion un acier chromé contenant environ 10 à<B>18%</B> de chrome et 0,1 à 0,3 % de carbone, ou un al liage de nickel et -de chrome contenant ap proximativement 6 à 40% de chrome, 30 à 1/s % de nickel et jusqu'à 1 % de carbone.
On sait que de tels aciers chromés n'ont que des applications restreintes, plus particulière ment dans la fabrication de la coutellerie et qu'ils ne peuvent être travaillés que difficile ment @à cause de leur .dûreté, ce qui fait que les objets faits avec ces aciers sont proportion nellement coûteux.
Les applications des aciers chromés au nickel ne se tachant pas sont beaucoup plus nombreuses, mais à cause de leur faible teneur en carbone qui exige du fer chromé à faible teneur en carbone, re lativement coûteux, ainsi que le traitement thermique des objets terminés, les frais de production sont également élevés, ce qui fait que l'utilisation- de ces alliages pour les usa- ges pour lesquels il faut un acier sans tache n'est pas toujours justifiée économiquement.
On voit par ce qui précède que le problème de l'acier ne se tachant pas n'a pas été com plètement résolu jusqu'ici, car bien qu'on ait constaté qu'une vaste gamme de proportions de chrome dans la fabrication des alliages de fer ou d'acier et de chrome donne des corps ré sistant à la corrosion et à la chaleur, on a évité l'utilisation de beaucoup de ces corps, pour des raisons d'ordre pratique, à cause des difficultés qu'on a rencontrées en s'effor çant de les travailler.
La présente invention a pour but d'ap porter une solution au problème ci-dessus et de permettre de fabriquer des objets à partir d'un alliage chromé peu coûteux n'exigeant aucun traitement thermique secondaire tout en étant malléable et usinable à chaud ou à froid et ne durcissant pas dans les condi tions de travail lorsqu'on forme les objets.
L'objet de la présente invention est un procédé ,de fabrication d'un alliage d'acier chromé malléable dont les propriétés physi- ques et chimiques ne sont que peu ou pas al térées par traitement thermique ou manipula tion mécanique, caractérisé en ce qu'on em ploie comme matière première des produits contenant du fer, du chrome et du carbone, qui sont mélangés et fondus ensemble en de telles proportions qu'on obtienne un acier contenant 28 à 48 % de chrome et 0,2 à 1,5 de carbone. Dans la réalisation de l'invention, on peut produire des alliages chromés contenant de 28 à 48% de chrome et 0,2 .à<B>1,5%</B> de car bone dans un four électrique, un four Siemens-Martin, un four â creuset ou un con vertisseur ou dans une combinaison de ces fours.
Pour amener l'acier à l'état voulu, il peut être avantageux d'y ajouter du silicium, en quantité comprise entre 0,5 et 1,5 %. Dans des conditions normales, le mieux est qu'il y ait un rapport déterminé entre la teneur en silicium et la teneur en carbone. Par exem ple, si la teneur en carbone est inférieure à 0,5 %, il est utile que la teneur en silicium soit d'environ 0,7 %, tandis que si la teneur en carbone est d'environ 1 % il est utile que la teneur en silicium soit également de 1 %.
Cette addition de silicium est suffisante pour rendre l'alliage facilement malléable à chaud, mais elle est insuffisante pour lui en lever ses propriétés d'usinage à froid, la pro portion de silicium variant dans un rapport déterminé avec la teneur en carbone. L'al liage peut aussi contenir de petites ,quantités de manganèse, mais il doit être aussi pur de phosphore et de soufre que le ,permet l'état initial des éléments constitutifs et il est bien entendu que la présence de phosphore et de soufre est accidentelle et non cherchée.
Si la fusion a lieu dans des conditions telles qu'une contamination provenant de l'atmosphère, de la sole, du laitier, etc., soit impossible ou de toute façon réduite au mi nimum, on peut "conditionner" l'alliage sans utiliser de silicium ou au moyen d'une très petite quantité de silicium, sans nuire aux propriétés du produit fini. Dans ce cas, la teneur en silicium peut être pratiquement égale à zéro et indépendante de la proportion de carbone en présence.
La limite inférieure de la teneur en chrome d'es alliages préparés suivant la pré sente invention est nettement définie et fa cile Ùà déterminer. Lorsque la teneur en chrome dépasse<B>25%,</B> les alliages possèdent la douceur et la malléabilité extraordinaires, ainsi que d'autres propriétés physiques et chimiques utiles. Toutefois, lorsque la te neur en chrome est inférieure au pourcentage critique, les alliages sont durs et ils ne peu vent être laminés ou manipulés qu'avec de grands soins et lorsqu'ils sont soumis à un traitement thermique compliqué.
La teneur critique en chrome dépend dans une certaine mesure de la proportion de carbone et des autres impuretés en présence et, pour plus de sûreté, l'inventeur a fixé sa limite infé rieure à<B>28%</B> de chrome.
Lorsque la teneur en chrome passe de <B>28%</B> à<B>3,5%</B> environ, la résistance chimique des alliages augmente un peu, tandis que les propiétés physiques restent constantes. Lors que la teneur en chrome augmente encore davantage, les alliages sont plus difficiles à traiter jusqu'à ce que, lorsqu'on dépasse la li mite supérieure de 48#% de chrome, leur pro duction ne soit plus économique.
Les alliages possédant les propriétés phy siques et chimiques les plus utiles contien nent de 2.8 à. 35 % de chrome et de 0,3 à 0,6 environ de carbone. Un alliage particulière ment utile contient environ 33'% de chrome et 0,33.% de carbone.
Dans ce cas, l'alliage contiendra avanta geusement de 0,6 à 1,4% de silicium, du man ganèse jusqu'à 02% environ, la teneur en soufre ne dépassant pas 0,1 % et la teneur en phosphore 0,1 %.
Lorsque le métal est fondu dans un four à creuset, ou dans tout autre four, servant uniquement de four de fusion, la charge peut être constituée par une quantité suffisante de mitraille de fer ou d'acier, par du chrome ou du fer chromé, du silicium et d'autres ad ditions en proportions appropriées détermi nées par leurs compositions relatives, de fa- çon qu'après la fusion et en tenant compte des pertes et des: changements de composi tion pendant la fusion, l'analyse du produit final soit comprise entre les. limites utiles conformément .à l'invention.
Lorsqu'on utilise, par exemple, un four à creuset ou un four de tout autre type chauffé au coke ou au gaz, la fabrication peut avoir lieu de la façon suivante: Les quantités nécessaires de fer ou d'acier de base et de fer chromé sont introduites dans le creuset et le four est allumé pendant deux à trois heures environ ou jusqu'à ce que la charge soit fondue en partie.
On ajoute ensuite la quantité nécessaire de ferro-silicium et on continue à chauffer jusqu'à ce que la charge soit complètement fondue et ait une température assez élevée, par exemple de 1500 à<B>1600-'</B> C, pour que tout le contenu du creuset puisse être déversé dans une lingotière ou dans un moule en sa ble des types normalement utilisés pour cou ler les métaux qu'on désire obtenir sous forme de pièces coulées en sable ou de lin gots.
On peut opérer en faisant fondre un al liage primaire contenant des impuretés dans un convertisseur de charge, oxyder le carbone et le silicium en excès au moyen d'un jet oxydant, puis déverser le métal fondu du convertisseur dans le four électrique et, dans ce dernier, régler la composition exactement par des additions appropriées de fer chromé, de silicium ou de fer suivant les besoins.
Quels que soient les moyens employés pour obtenir un bain de fusion ayant la com position correcte, on le coule finalement dans des moules en sable si l'on désire obtenir des pièces coulées, ou dans des lingotières si l'on désire obtenir des lingots de métal.
On pourrait ajouter aux constituants cer tains éléments (tels que le tungstène, le manganèse, etc.) qu'on utilise généralement pour obtenir des modifications ou des pro priétés physiques désirées.
L'alliage de chrome conforme à la pré sente invention possède des propriétés physi ques particulièrement utiles indépendantes de tout traitement thermique et il n'exige au cun traitement de ce genre. Il est stable, c'est-à-dire que ses propriétés physiques et chimiques ne sont pas sensiblement altérées par traitement thermique ou une manipula tion mécanique. O#i peut le forger, le compri mer, l'étirer ou le découper à chaud et à froid et ses propriétés chimiques ne sont ni altérées ni détruites par aucun traitement thermique ou aucune manipulation mécani que que la matière pourrait subir pendant la fabrication des. objets.
Il résiste aux ac tions corrosives telles que l'oxydation aux températures normales et aux hautes tempé ratures et à l'attaque de la plupart des réac tifs chimiques ou gazeux. Les réactifs chi miques avec lesquels il est mis en contact ne sont souillés en aucune façon. Sa résistance chimique est au moins égale à celle des al liages austénitiques de nickel et de chrome. déjà connus résistant aux acides et il a en ou tre l'avantage de pouvoir être produit plus facilement et à moins de frais.
L'utilisation d'alliages d'acier suivant la présente invention est caractérisée par les avantages suivants: Ils peuvent iêtre produits à peu de frais, leur fabrication n'exigeant pas de grandes réductions de la teneur en carbone, ce qui per met d'utiliser un fer chromé à teneur relati vement haute en carbone. Ils sont au moins aussi chimiquement résistants que les al liages austénitiques de nickel et de chrome connus.
Ils ont toutefois le grand avantage par rapport aux alliages connus actuellement, que leur résistance chimique ne dépend que de la composition et qu'elle est indépendante de tout traitement thermique quel qu'il soit. La résistance chimique de ces alliages de chrome suivant la présente invention ne ris que pas d'être altérée ou détruite pendant la fabrication d'objets au moyen de ces alliages ou pendant l'utilisation ultérieure de ces ob jets terminés lorsque ceux-ci sont soumis à un traitement thermique semblable, par exem ple au recuit suivi de refroidissement lent.
Leur dureté n'augmente pratiquement pas non plus lorsqu'ils sont soumis à un refroidis- serrent brusque après avoir été portés à des températures élevées. Une propriété impor tante du nouvel alliage, c'est qu'il est très facile à usiner. Les alliages sont magnéti ques, ce qui est un autre avantage tendant à. rendre la production moins coûteuse, en ce qu'il est possible d'utiliser des mandrins ma gnétiques pour toutes les opérations de mou lage qui pourraient être nécessaires.
A chaud, l'alliage peut être laminé et forgé facilement et des alliages ayant une teneur en carbone relativement élevée (de 0;5 à 1 % de carbone) peuvent être produits sous forme de longues bandes ou en bobines de fil ,à étirer. Il se travaille également à froid avec une grande facilité et avec le mi nimum de recuits intermédiaires. Il peut être réduit à une épaisseur de 2,5 à 0,15 mm avec un seul recuit intermédiaire, tandis qu'un al liage de nickel et de chrome résistant à la chaleur et aux acides exige au moins six re cuits intermédiaires. pour qu'on puisse obte nir une pareille réduction.
Le nouvel alliage conforme à l'invention peut aussi être étiré facilement en fil fin, sans difficultés pour l'étirage.
L'alliage perfectionné suivant l'inven tion est extrêmement résistant aux actions corrosives qu'on rencontre dans les fours in dustriels. Une bande de 0,15 mm d'épaisseur peut être maintenue à une température de 1100' C et laissée indéfiniment à l'air libre sans s'oxyder ni devenir cassante.
Elle ne subit pratiquement aucune attaque dans une atmosphère réductrice contenant de grandes proportions de soufre sous forme d'hydrogène sulfuré ou d'acide sulfureux, tandis que les alliages résistant à la corrosion et contenant du nickel (alliages qui ont servi principale ment jusqu'ici d'alliages résistant à la cha leur) sont très sensibles à l'attaque en pré sence de soufre. L'alliage conforme à. l'inven tion a, par rapport aux attaques chimiques, une résistance voisine de celle des métaux pré cieux. Les jus de fruits, de légumes, etc., sont sans action sur lui.
Non seulement ils ré sistent d'une façon remarquable à un grand nombre de produits chimiques auxquels résis tent également les alliages connus jusqu'ici sous le nom d'alliages résistant à la corrosion; mais. encore ils résistent même lorsqu'ils ont été travaillés à froid, à l'action de nombreux autres produits tels qu'une solution de chlo rure ferrique et à certaines concentrations d'acide sulfurique, d'acide nitrique, d'eau bromurée, etc.
L'alliage perfectionné suivant l'invention peut être utilisé avantageusement pour la fabrication d'appareils de chauffage électri ques, de boîtes à- recuire, de boîtes à tremper, de pièces de fours, d'appareils<B>à</B> souffler la suie et de revêtement d'armes à feu. Il se prête également remarquablement bien à un grand nombre d'autres usages y compris la, fabrication des cuillers, fourchettes, charniè res, accessoires de machines à vapeur, de salles -de bain, poignées de portes, plaques digitales, accessoires d'installations chimi ques, et à la fabrication de pièces et d'ob jets exposés à des actions corrosives.
La facilité avec laquelle l'alliage perfec tionné suivant l'invention peut être manipulé à chaud et à, froid et, par conséquent, le prix peu élevé de sa fabrication le rendent pro pre à la fabrication de plaques de navires, de garnitures de ponts de navires, de poutrelles, <B>de,</B> feuilles, de toitures, de grillages métalli ques et à de nombreux autres usages sem blables pour lesquels on ne pouvait utiliser jusqu'ici d'alliage résistant à la corrosion à cause de son prix.