CH178291A - Procédé de traitement d'alliages en vue d'en modifier les propriétés mécaniques. - Google Patents

Description

  Procédé de traitement d'alliages en vue d'en modifier les propriétés mécaniques.    La présente invention a pour objet un  procédé de traitement d'alliages, en particu  lier d'alliages ferreux, en vue d'en modifier  les propriétés mécaniques et plus particulière  ment la dureté .superficielle.  



  Les procédés     eonnus,    tels que la :cémenta  tion, la     nitrura.tion,    ont également pour but  des     résuItats    analogues; mais     ces    derniers ne  peuvent généralement être acquis qu'avec  une     teneur        :déterminée    en constituants de  l'alliage traité. teneur qui, en abaissant les  caractéristiques mécaniques de l'alliage, ne le  rend propre qu'à, une utilisation spéciale sans  application générale.

   Ces procédés sont     exécu-          tés    à des températures élevées, pendant un  temps assez long, de sorte que le grain des       matériaux    est grossier.     D'autres    procédés en  fin, qui ont permis     d'obtenir,    dans certains  cas, des résultats importants, à des tempéra  tures plus basses. ne peuvent être appliqués  indifféremment sur un     genre    d'acier quel  conque.  



       Le    procédé, objet de la présente invention,  est caractérisé en :ce que l'on chauffe l'alliage    à traiter en présence d'un corps solide et de  gaz     ammoniac,    ledit corps solide ayant un  point de fusion     tel    qu'il ne fond pas au     cours     du     traitement    et étant capable de former avec  le gaz ammoniac au moins un composé insta  ble favorisant la formation de nitrures d'au  moins un métal :de l'alliage traité.  



  On peut tremper l'alliage avant ou     aprzs     le traitement selon     l'invention.     



  Au cours du traitement, on peut sou  mettre l'alliage à l'influence d'un courant  électrique, à haute ou basse     fréquence,    agis  sant     directement    sur l'alliage, tendant à pro  voquer une modification de la texture cris  talline de     :celui-ci,    par exemple une variation  de l'orientation .des cristaux. On peut- indi  quer l'utilisation de la haute     fréquence    (lon  gueur d'onde de 30     @à    100 mètres) qui agit  soit par son champ magnétique, soit par son  champ électrique.  



  Le chauffage de l'alliage peut être réalisé  dans un four quelconque, par exemple un  four à gaz, à huile lourde, avec bain de sels  ou de plomb, à une     température    souvent infé-           rieure    à la température de revenu propre de  l'alliage considéré et dans la plupart des cas  aux environs de 500   C.  



  Le corps solide à utiliser dépend de l'al  liage que l'on désire traiter. Ce corps peut  être de l'aluminium, du magnésium, du bore,  du chrome, :du nickel, un ferro, tel que ferro  -chrome, ferro-molybdène, ferro-tungstène.  etc., un métal alcalino-terreux, etc. Ces corps  peuvent être utilisés à l'état pulvérulent, par  exemple en étant sous forme d'un enduit  contenant le     -corps    envisagé, réparti dans un  corps gras     hydrocarburé    (graisse minérale),  ou déposé     électrolytiquement    (chrome, .nickel)  sur l'alliage à traiter.

   Ces     -corps    inorganiques       restent,    au cours du     traitement,    constamment  au-dessous du point de fusion, et inter  viennent, non pas directement comme agents  de pénétration, mais plutôt comme agents in  termédiaires susceptibles, en     présence    de gaz  ammoniac, de former des composés instables,       favorisant,    par des réactions secondaires  analogues à     telles    que     l'on    trouve en cata  lyse, la formation de nitrures .du métal à       traiter.     



  Voici, à titre d'exemple, comment le pro  cédé de l'invention peut     être        exécuté    en pra  tique pour le durcissement d'alliages ferreux  et quelles sont les possibilités que ce procédé  permet d'envisager avec -de tels alliages pour  lesquels aucune des méthodes     connues    jusqu'à  présent ne pouvait être appliquée avec succès.  



       Les    aciers de la Catégorie     dite    austéni  tique, comportant comme     constituants        prin-          -cipaux    du nickel et du     -chrome,    possèdent à  l'état naturel recuit une     résistance    superfi  cielle -de 95-100 kg sous une charge de  10 kg     à:    la pointe -de diamant.  



       Cette    mesure a été faite à la machine       Vickers    munie d'un diamant en pyramide  formant des empreintes de la forme d'un pa  rallélogramme dont on mesure la diagonale  avec un microscope attelé à la machine.  



  On enrobe l'éprouvette ou la pièce à trai  ter dans une     -cornue,    d'aluminium à l'état pul  vérulent, et on fait circuler du gaz ammoniac  dans l'enceinte où se trouve platée la cornue,    chauffée à une température de 535-550   C.  Après trente     heures    de     traitement.    on obtient  une dureté superficielle pouvant dépasser  300 kg .sous 10 kg de charge, et même mon  ter, dans     certains    cas, jusqu'à 340 kg. La ré  sistance à     -coeur,    qui, à l'état naturel était de  100 kg environ, monte après traitement jus  qu'à 125 et même 145 kg.  



  L'examen     micrographique    de la     -couche     durcie, dont l'épaisseur peut aller de 0,20  à 0,37 mm indique     une    texture caractéris  tique. Or, ni l'analyse chimique, ni l'analyse  spectrale n'indiquent un     apportdosable    d'alu  minium; en particulier les raies ultimes -de  l'aluminium n'apparaissent pas, de     sorte    que  si l'aluminium intervient, on est fondé à ad  mettre que     cet    apport, s'il existe, ne peut être  que de l'ordre infinitésimal.  



  Dans une autre catégorie d'acier,     dite     inoxydable, comportant une teneur     voisine     de 11      %o    de chrome, mais     susceptible    d'être       trempée,    un traitement analogue par l'alu  minium pulvérulent et un courant de gaz am  moniac a donné:  Avant l'essai sous 10 kg de charge une  résistance de 85 kg et après traitement dans  les mêmes conditions, une     résistance    de  280 kg.  



  Le bore a présenté une efficacité remar  quable en présente des aciers au carbone ne  contenant pas d'éléments spéciaux tels que:  nickel, chrome, etc., la     quantité    .de     -carbone     variant dans les échantillons traités de 0,1  à<B>0,7%.</B>  



  Les résultats des essais entrepris méthodi  quement sur     des    genres très variés d'alliages  ferreux ont montré que     certains    corps  agissent plus que d'autres, et qu'en général,  il est     nécessaire    d'utiliser, toujours en com  binaison avec le gaz ammoniac, un corps bien  déterminé, qui n'aura pour un autre genre  d'acier qu'une action très     réduite    et même  parfois aucun effet.  



  Quel que soit le corps utilisé, l'analyse       micrographique    indique, en tout     -cas,    des  textures analogues sur tous les alliages trai  tés.      Voici comment le procédé peut être mis  en     oeuvre        avec    le concours de     l'influence    -d'un  courant électrique:  On place la     pièce    en l'alliage à traiter,  enrobée d'une poudre dudit corps solide dans  un creuset métallique muni d'un orifice  d'entrée et d'un orifice de     sortie    de gaz. Ce  creuset est immergé dans un bain de plomb  chauffé à 510  C par des brûleurs à gaz  par exemple.

   On relie la pièce à une des  borne: du secondaire d'un transformateur  alimenté par un courant     alternatif,    de façon  qu'il y ait circulation de courant entre la       pièce    et l'enveloppe du four. Comme source  de courant, on peut     utiliser,    par exemple, un  oscillateur dont la fréquence est de 1 à 10       millions    de     cycles/seconde.     



  L'action de     cette    forme de courant pro  voque une agitation     moléculaire    activant  celle due à la     température.    Cette agitation  facilite les réactions chimiques (voir Comptes  rendus -de l'Académie des     Sciences,    .des 22 dé  cembre 1930 et 6 ,juillet 1931).  



       La        pièce    traitée ne :doit avoir aucun con  tact métallique direct avec le creuset, cepen  dant le courant oscillant s'écoule évidemment  par le creuset qui agit comme deuxième ar  mature et de là, va à la terre.  



  On a ainsi obtenu les résultats suivants:       1o    Après dix heures de traitement avec  du gaz ammoniac et enrobement dans de  l'aluminium, une éprouvette de 1 -cm -de dia  mètre et 10 cm de. long, en acier     austénitique     contenant 8 % de nickel et 12 % de chrome,  présente une -couche dure de 2 à 3 .dixièmes  de millimètre -de profondeur, sa :dureté est  d'environ 900   Brinell;  2e Après le même traitement que sous 1e,  mais avec     enrobage    de bioxyde de manga  nèse, une     éprouvette    de mêmes .dimensions  que la précédente, en fonte ordinaire, pré  sente une couche dure de 5/10 mm de pro  fondeur.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de traitement .d'alliages en vue d'en modifier les propriétés mécaniques, ca ractérisé en ce que l'on chauffe l'alliage à traiter en présence d'un corps solide et de gaz d'ammoniac, le dit corps solide ayant un point de fusion tel qu'il ne fond pas au cours du traitement et étant capable de former avec le gaz ammoniac au moins un composé instable favorisant la formation de nitrures d'au moins un métal -de l'alliage traité. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, dans le quel on trempe l'alliage avant de le trai ter. 2 Procédé selon la revendication, dans le quel on trempe l'alliage après traitement.

   3 Procédé selon la revendication, dans le quel on soumet l'alliage, au cours du trai tement, à l'influence d'un courant électri que tendant à provoquer une modification de la texture cristalline de l'alliage. 4 Procédé selon la revendication et la sous revendication 3, .dans lequel le courant électrique est à haute fréquence. 5 Procédé selon la revendication, dans le quel on chauffe l'alliage û une tempéra ture inférieure à ,celle, de revenu. 6 Procédé selon la revendication, dans le quel on chauffe l'alliage aux environs de 500 C. 7 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est utilisé à l'état pul vérulent.

   8 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est utilisé sous forme d'enduit. 9 Procédé selon la. revendication, dans le quel le corps solide est utilisé sous forme de -dépôt électrolytique sur l'alliage à traiter. 10 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est de l'aluminium. 11 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est du magnésium. 12 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est du bore.

   13 Procédé selon la revendication, .dans le quel le corps solide est -du ferrochrome. 14 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est du ferro- molybdène. 15 Procédé selon la revendication, .dans le quel le corps solide est du ferro-tungstène, 16 Procédé selon la revendication, .dans le quel le corps solide est un métal alcalino- terreux. 17 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est du -chrome. 18 Procédé selon la revendication, dans le quel le corps solide est du nickel.