CH263343A - Procédé de fabrication d'une pièce métallique destinée à être soumise à un effort continu sous une température élevée et pièce métallique fabriquée selon ce procédé. - Google Patents

Procédé de fabrication d'une pièce métallique destinée à être soumise à un effort continu sous une température élevée et pièce métallique fabriquée selon ce procédé.

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CH263343A
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Limited The Mond Nicke Company
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Mond Nickel Co Ltd
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%

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Description


  Procédé de fabrication d'une pièce métallique destinée<B>à</B> être soumise<B>à</B> un effort continu  sous une température élevée et pièce métallique fabriquée selon ce procédé.    L'invention comprend un procédé de fa  brication d'une pièce métallique destinée<B>à</B>  être soumise à un effort continu sous une  température élevée et une pièce métallique fa  briquée selon<B>ce</B> procédé. Elle se rapporte<B>à</B>  des pièces ou des éléments de machines, de  fours ou autres, qui dans leur fonctionnement  doivent résister<B>à</B> un effort continu sous des  températures élevées et doivent par consé  quent posséder -une haute résistance au  fluage.  



  lie     proeédé    selon l'invention est caracté  risé     en    ce qu'on prépare une matière métal  lique (lui contient au moins un élément cons  tituant une phase susceptible (le passer en so  lution solide, quand on chauffe cette matière,  une quantité déterminée de cette phase, appe  lée dans ce (lui suit la solubilité solide res  tant en solution solide et l'excédent<B>de</B> cette  quantité se     reprécipitant    si, après refroidisse  ment, on soumet ladite matière a un nouveau  chauffage, la teneur dudit élément étant choi  sie telle que cet excédent ne dépasse pas 2<B>%</B>  de la matière métallique totale, en ce qu'on  forme ladite pièce<B>à</B> partir de cette matière,

    qu'on     ehauf        fe   <B>à</B>     une    température supérieure  <B>à</B> celle<B>à</B> laquelle la phase tend<B>à</B> passer en  solution, en ce     (Iii#oii    maintient cette tempé  rature assez longtemps pour que l'état d'équi  libre correspondant<B>à</B> cette température soit  sensiblement atteint, en ce qu'on refroidit en  suite la pièce assez rapidement pour empê-    cher toute     reprécipitation    notable de la<B>solu-</B>  tion et en ce qu'enfin on chauffe<B>à</B> nouveau  la pièce pour rompre l'état (le sursaturation  et provoquer la précipitation sous une forme  fine et uniformément dispersée de la quan  tité de phase dépassant celle qui reste tou  jours en solution.  



  On a trouvé que les propriétés de résis  tance au fluage d'une matière métallique va  rient d'une manière remarquable avec la  quantité     dun    ou de plusieurs éléments consti  tuant une phase susceptible d'entrer en solu  tion solide. Les dessins annexés représentent  diverses courbes montrant comment varient  les propriétés de plusieurs matières métal  liques.  



  La     fig.   <B>1</B> représente la relation liant le       flua-e    en<B>300</B> heures représenté en ordonnées  et la teneur en titane dans des matières mé  talliques formées<B>à</B> partir d'un alliage du type  80/20     nickel-chronie    contenant 2% de     sili-          oitim.     



  Les     fig.    2 et<B>3</B> représentent des courbes  semblables<B>à</B> celle de la fi-.<B>I.,</B> l'alliage initial       eonten-ant    toutefois,<B>à,</B> la     fig.    2, de ]'aluminium  en quantités égales<B>à</B> la moitié de la teneur  en titane, mais pas de silicium, et<B>à</B> la     fig.   <B>3,</B>  <B>1</B>     /00,'    de silicium et<B>0,25</B>     lIv,    d'aluminium, avec  des quantités différentes de titane.  



  Les     fig.    4 et<B>6</B> montrent dans quelles pro  portions le titane passe en solution solide  dans des matières métalliques formées<B>à</B> par-      tir d'un alliage<B>80/20</B>     nickel-chrome,    conte  nant respectivement, dans deux courbes de la       fig.    4,<B>0,25 %</B> et<B>0,5 %'</B> d'aluminium, dans     de-LLx     courbes de la     fig.   <B>5, 1</B>     /0,1'    et     2,15,'!    de silicium  et, -dans les trois courbes de la     fig.   <B>6, 0,25</B>     1#o'     d'aluminium     pl-Lis   <B>1</B>     /001    de silicium,<B>0,

  5</B>     1,10,    d'alu  minium     pl-Lis   <B>1</B>     11vo    de silicium et<B>0,5 %0'</B> d'alu  minium plus<B>2,5 %</B> de silicium.  



  La     fig.   <B>7</B> représente une courbe sem  blable<B>à</B> celles des     fig.   <B>1 à 3,</B> mais pour du  nickel     pur,    additionné de diverses quantités  de titane avec un cinquième de ces quantités  en     ali-uninium.     



  Les     fig.   <B>8 à 15</B> sont semblables aux     fig.    4  <B>à 6,</B> mais se rapportent<B>à</B>     d'a-Litres    matières  métalliques. La     fig.   <B>8</B> représente la solubilité  solide du carbone dans un alliage du type  <B>80/20</B>     nickel-chrome,    la     fig.   <B>9</B> celle du titane  dans Lin alliage<B>60/20/20</B>     nickel-chrome-cobalt,     la     fig.   <B>10</B> celle du     molybdène    dans     Lin    alliage  <B>80/20</B>     nickel-chrome,

      la     fig.   <B>11</B> celle du     molyb-          dène    dans un alliage<B>60/20/20</B>     nickel-chrome-          cobalt,    la     fig.    12 celle du     molybdène    dans lin al  liage     -/15/10        nickel-chrome-f        er,    la     fig.   <B>13</B>  celle du     molybdène    dans Lin alliage     -/15/10          nickel-chrome-fer    additionné de 4     ro    de  tungstène,

   la     fig.    14 celle du thorium dans  Lin alliage<B>80/20</B>     nickel-chrome    et la     fig.   <B>15</B>  celle de l'aluminium dans Lui alliage<B>80/20</B>       nickel-chrome.     



  La     fig.   <B>16</B> montre l'effet de l'aluminium  sur la solubilité du titane dans des alliages  <B>80/20</B>     nickel-chrome   <B>à</B> des températures diffé  rentes.  



  Les     fig.   <B>17 à</B> 21 représentent des courbes  semblables<B>à</B> celles de la     fig.   <B>16,</B> mais se rap  portent<B>à</B>     d'a-Litres    alliages. La     fig.   <B>17</B> se rap  porte<B>à</B> la solubilité du titane additionné de  cobalt dans un alliage<B>80/20</B>     nickel-chrome     contenant<B>0,25</B>     1,101    d'aluminium et<B>1</B>     %0    de     sili-          ciain,    la     fig.   <B>18 à</B> celle du titane additionné  de manganèse dans un alliage<B>80/20</B>     nickel-          chrome    contenant<B>0,

  5</B>     wo    d'aluminium et<B>1</B>     11vo     de silicium, la     fig.   <B>1.9 à</B> celle du titane addi  tionné de vanadium dans un alliage<B>80/20</B>       nickel-chrome    contenant<B>0,5</B>     19,1    d'aluminium et  <B>170</B> de silicium, la     fig.    20<B>à</B> celle du titane  additionné de chrome dans<B>du</B> nickel et la         fig.    21<B>à</B> celle du titane additionné de fer  dans un alliage contenant sensiblement<B>80%</B>  de nickel et de fer et 20<B>%</B> de chrome, ainsi  qu'une quantité d'aluminium égale<B>à</B> la moitié  <B>de</B> celle     du    titane.  



  C'est en examinant la     fig.   <B>1</B> qu'on s'ex  plique le plus facilement comment se modi  fient les propriétés de     résiµtance    au     IlLiage     avec<B>là</B> phase susceptible de passer en solution  solide.  



  Les matières métalliques étaient mainte  nues pendant<B>300</B> heures<B>à 800'C</B> sous un  effort d'environ 473<B>kg</B> par     cm#.   <B>A 800' C,</B> ces  matières peuvent dissoudre 2J<B>%</B> de titane et  on voit que le taux de fluage décroît quand  on approche de la limite de solubilité solide,  et qu'il tombe rapidement, lorsque la limite  est atteinte ou dépassée, jusqu'à ce qu'il     ar-          -rive   <B>à</B> un minimum (c'est-à-dire jusqu'à ce que  la résistance maximum au fluage soit at  teinte) dans une matière contenant un peu       pluis    de titane qu'il n'y en     a-Lira    en solution  <B>à</B> la température en question.

   Quand la teneur  en titane augmente encore, le taux de fluage  s'élève de nouveau, mais plus lentement. Dans  la figure, le     taux,de    fluage est reporté en or  données sur une échelle logarithmique et la  teneur en titane en abscisses et l'effet d'une  variation de la composition est plus caracté  ristique qu'il ne semble au premier abord  d'après les courbes.

   Pour obtenir de bonnes  propriétés<B>de</B> résistance au     fluage,    la     quan-          tit6    de l'élément ou des éléments entrant en  ligne de compte pour la formation dans la  matière métallique de la phase susceptible de  passer en solution solide doit dépasser la solu  bilité solide dudit élément ou desdits<B>élé-</B>  ments dans l'alliage, mais au     pl-Lus    de<B>270</B> de  la matière métallique totale.  



  De plus, les bonnes propriétés de résis  tance     a-Li    fluage ne se développent que quand  on applique -un traitement thermique ap  proprié.  



  Dans des matières du type en question, il  <B>y</B> a une phase qui entre en solution solide  aux températures élevées, et<B>à</B> une tempéra  ture donnée, on peut s'approcher d'un état  d'équilibre entre ladite phase et le reste de      la matière, état dans lequel l'élément entrant  dans la formation de la phase ne passera pas  en plus grande quantité en solution.<B>Il</B> est  nécessaire que la pièce soit chauffée jusqu'à  une température supérieure<B>à</B> celle<B>à</B> laquelle  la phase tend<B>à</B> passer en solution, tempéra  ture qui est toujours en dessus de celle<B>à</B> la  quelle cette pièce doit travailler, et cette tem  pérature doit être maintenue pendant un  temps assez long pour que l'alliage atteigne  sensiblement ledit état d'équilibre,

   et le re  froidissement<B>à</B> partir de cette température  doit être assez rapide pour empêcher toute       reprécipitation    notable de la solution formée  pendant le chauffage, c'est-à-dire que la ma  tière refroidie doit être dans un état de sur  saturation. Après cela, celle-ci doit être  chauffée de nouveau pour rompre l'état de  sursaturation et amener la partie de la phase  qui dépasse la limite de solubilité<B>à</B> se     repré-          cipiter    sous une forme fine et uniformément  dispersée.

   Ce nouveau chauffage s'effectue  habituellement<B>à</B> une température voisine et  le plus souvent supérieure<B>à</B> la température  de travail et est poursuivi pendant un temps  assez long pour que l'état de sursaturation  soit complètement ou<B>à</B> peu près complète  ment rompu. Si, par exemple, la tempéra  ture de travail est de<B>750" C,</B> la matière sera  réchauffée pendant<B>72</B> heures<B>à 800'<I>C.</I></B>  Comme il est essentiel que la phase     repréei-          pitée    soit fine et uniformément dispersée  dans le produit final, le refroidissement pré  cédant le     réehauffage    ne doit pas être assez  lent pour que des particules de la phase se  précipitent sous une forme si grossière,  qu'elles soient visibles, en particules dis  tinctes,

   sous un microscope de faible puis-         sance.     Les alliages     qui    peuvent être utilisés pour  réaliser la présente invention, ne sont en<B>gé-</B>  néral pas nouveaux en eux-mêmes et diverses       propo,sitions    ont<B>déjà</B> été faites pour le  traitement<B>à</B> chaud de tels alliages en vue de  fabriquer des pièces destinées<B>à</B> être     titili-          sées    sous de hautes températures, mais, dans  la présente invention,<B>il</B> est d'importance vi  tale de poursuivre le chauffage<B>à</B> haute tem-         pérature    pendant un temps assez long pour  garantir que pratiquement l'équilibre soit  atteint.

   Cela peut nécessiter une période de  chauffage plus longue que celles qui, d'ordi  naire, sont appliquées<B>à</B> des     allia-es    qu'on  veut traiter<B>à</B> chaud afin d'améliorer leurs  propriétés, par exemple leur dureté<B>à</B> la tem  pérature ordinaire. Dans l'exemple qu'on a  donné plus haut, entre autres, la matière mé  tallique fut mise dans la meilleure condi  tion de résistance au fluage<B>à 800'</B>     C    en la  maintenant pendant 24 heures<B>à</B> une     tempé-          rat-Lire    de<B>1100' C,</B> avant de la refroidir ra  pidement<B>à</B> partir de cette température et de  la réchauffer, comme cela a été décrit plus  haut.  



  La relation très remarquable illustrée par  la fi-.<B>1</B> ne se limite pas<B>à</B> l'utilisation du ti  tane pour former ladite phase, ni<B>à</B> des al  liages contenant sensiblement<B>80%</B> de nickel  et 20% de chrome. Ainsi,     Fal-uminium    est ca  pable de former -une phase susceptible de se  précipiter et, comme il est Lin constituant  commun des alliages contenant du titane, des  investigations semblables ont été faites pour  montrer son effet, quand on l'utilise en liai  son avec du titane.

   Les     fig.    2 et<B>3</B> représentent  des courbes semblables<B>à</B> celle de la     fig.   <B>1</B> et  obtenues dans les mêmes conditions, sauf  q<B>'à</B> la     fig.    2 les matières métalliques     conte-          u        #D          naient    de l'aluminium en quantités égales<B>à</B>  la moitié de la teneur en titane, mais pas de  silicium, et qu'à la     fig.   <B>3</B> elles contenaient<B>1 %</B>  de silicium et<B>0,25%</B> d'aluminium, avec des  quantités différentes de titane.

   La présence  de l'aluminium réduit la solubilité solide du  titane<B>à,</B> environ<B>1,6%</B> et c'est<B>à</B> cet endroit  que se produit     J'augmentation    soudaine et  prononcée de la résistance au     fluage.    Quand  la teneur en aluminium est plus basse, la so  lubilité solide du titane est     plutÔt    plus éle  vée, comme le montre la     fig.   <B>3.</B> Afin de mon  trer de quelle manière la solubilité du ti  tane dans des alliages<B>80/20</B>     nickel-chrome    est  affectée par la présence d'aluminium et de  silicium, on a fait     quelqiies    déterminations,

    dont les résultats sont représentés par les  courbes de solubilité reproduites clans les           fig.    4<B>à 6.</B> Le traitement<B>à</B> chaud -devant être  appliqué<B>à</B> ces matières est<B>à</B> peu près le même       que    celui qui a été appliqué<B>à</B> celles de la     fig.   <B>1.</B>  



  La     fig.   <B>7</B> représente une courbe semblable  <B>à</B> celles des     fig.   <B>1 à 3,</B> mais obtenue avec une  composition de base différente.<B>Elle</B> lut obte  nue en ajoutant<B>à</B> du nickel pur, diverses  quantités de titane avec un cinquième de ces  quantités en aluminium. Ici la diminution ra  pide du fluage et l'augmentation rapide de la  résistance au fluage se produisent juste avant  que la limite de solubilité solide ne -soit at  teinte, mais la résistance     mazimum    au fluage  se produit quand cette limite est légèrement  dépassée. Cet accroissement avancé de la ré  sistance au     fluage    peut expliquer la ségréga  tion dans l'alliage.  



  Quand la phase soluble et susceptible de  se précipiter est     due   <B>à</B> un autre élément, par  exemple<B>à</B> du     molybdène,        ait    lieu de titane,  on obtient les mêmes résultats remarquables.

    En effet, les découvertes faites -sont telles     que,     connaissant la solubilité solide d'une seconde  phase dans un alliage de base choisi, en fonc  tion de la teneur de l'élément sur lequel est  basée la formation de la phase susceptible de  ;,e précipiter, ainsi que l'effet sur cette solu  bilité de l'addition d'un autre élément, on peut  dire d'avance quelle quantité de l'élément res  ponsable de la.

   formation de la phase suscep  tible de se précipiter sera nécessaire pour  produire,<B>à</B> une température de travail don  née, les propriétés optimum<B>de</B>     fluage.    Cela  nous permet de déterminer la composition op  timum     dun    alliage devant être utilisé comme  pièce ou     élémentd'une    machine, pièce ou<B>élé-</B>  ment d'un four ou autre pièce ou élément,  qu'on sait devoir résister au fluage sous une  température de travail fixée.  



  Dans la pratique, il n'est pas possible de  garantir qu'un alliage, bien qu'il ait exacte  ment la composition indiquée par la courbe  de solubilité comme étant caractéristique pour  la température en question, contiendra effec  tivement toute la phase susceptible de se pré  cipiter en plus de la quantité     qui    reste en  solution solide<B>à</B> cette température. La raison    en est bien connue; c'est que la partie, qui  se sépare tout d'abord pendant la solidifica  tion d'un alliage liquide, contient     pl-Lis    ou  moins     d-un    élément additionné (selon que  l'addition abaisse ou élève le point de fusion  du liquide) que la partie qui se solidifie en  dernier lieu; en d'autres termes, il<B>y</B> a ségré  gation<B>à</B> l'intérieur des cristaux.

   Ce phéno  mène est discuté, par exemple dans      Practi-          cal        Metallurgy ,    par     Sachs    et Van     Horli     (pages 44 et 46). Or, dans la présente inven  tion, afin de garantir que dans aucune partie  de l'alliage la quantité de la phase susceptible  de se précipiter n'est en dessous de la limite  critique, la valeur du pourcentage de<B>l'élé-</B>  ment ou de la combinaison d'éléments for  mant la phase susceptible de se précipiter<B>dé-</B>  passe la limite de sa solubilité solide d'une  quantité qui n'est pas supérieure<B>à</B> 2% de  l'alliage total.  



  On observera que, comme le montre la       fig.   <B>1,</B> les propriétés de     Iluage    baissent avec  une vitesse qui en général est faible lorsque  la quantité d'élément susceptible de se préci  piter s'accroît en dessus de sa limite de solu  bilité solide<B>à</B> la température de travail, et que,  par conséquent, pour autant qu'il s'agisse  uniquement des propriétés de fluage, le fait  qu'il<B>y</B> a un excès de phase susceptible de se  précipiter n'a pas une importance capitale.  



  Dans la détermination de la quantité (le  l'élément sur lequel est basée la phase sus  ceptible de se précipiter, il est naturellement  nécessaire dans la pratique de tenir compte  encore d'autres considérations, par exemple  de pertes dues<B>à</B> une fusion     irrégalière    et  d'une ségrégation, qui exigent     que    l'élément  produisant la phase susceptible de se     préei-          piter    soit présent en des quantités supérieures  <B>à</B> celles qui pourraient être déterminées en ne  tenant compte que des propriétés     optimuni   <B>de</B>  résistance au fluage.

   On se rend compte que  la teneur maximum de l'élément susceptible  de se précipiter, qui peut être tolérée, varie  avec la composition de la matière métallique,  la température<B>à</B> laquelle la pièce fabriquée  avec cette matière doit travailler et d'autres  considérations comprenant celles qui ont     ëM,         citées plus haut, de sorte qu'elle ne peut être  fixée que si l'on     eonnaît    toutes les     conditioiis     entrant en jeu.

   Cependant, c'est une chose  très simple pour ceux qui sont experts en  l'art, que de déterminer ce maximum une  fois que     le#;    conditions ont été, fixées,  mais il est essentiel, conformément à  l'invention, que la limite de solubilité  solide<B>à</B> la température de travail soit<B>dé-</B>  passée afin d'obtenir des propriétés de     flua.ge     améliorées, en combinaison avec les autres  propriétés désirées.

   Ainsi, par exemple, si     oi,     désire employer     -Lui    alliage<B>80/20</B>     nickel-          chrome   <B>à</B> une température de<B>800'C</B> et que  l'élément susceptible de se précipiter, choisi  pour<B>y</B> être ajouté, soit du titane pur,     a;ors,     en se reportant<B>à</B> la     fig.    4, on voit     que    la  solubilité solide du titane<B>à 800'C</B> est     92,811,9'     et, conformément<B>à</B> la présente invention, il  doit<B>y</B> avoir     une    quantité (le titane en excès  pour garantir de bonnes propriétés (le  fluage.

   Pour autant qu'il s'agisse des pro  priétés (le résistance au     fluige,    cette quan  tité peut être le 2% cité pins haut, donnant  <B>à</B> la teneur en titane -une valeur de 4,8%,  mais on a pu constater que, si une teneur de  <B>3,5 %</B> de titane est dépassée dans cet alliage, ce  dernier est difficile<B>à</B> forger et, par consé  quent, pour des matériaux qu'il est dési  rable de forger, cette teneur doit être infé  rieure<B>à 3,5 %</B> de titane.  



  Il doit naturellement être bien entendu  que l'invention ne permet pas de dire  d'avance lequel d'entre plusieurs types<B>diffé-</B>  rents (par exemple<B>80/20</B>     ilickel.-chrome    con  tenant du titane on 80/20     niekel-chroine    con  tenant de l'aluminium ou<B>60/20/20</B>     nickel-          chrome-cobalt    contenant du     molybdène)    doit  probablement être le meilleur pour une série  particulière de conditions de travail, parce  que d'autres considérations (par exemple la  résistance<B>à</B> l'oxydation) entrent en jeu. Ces  considérations sont bien connues et n'ont pas  besoin d'être décrites ici.

   Mais, une fois que  le type d'alliage a été choisi, on est en état  de décider dans quelle proportion il doit con  tenir l'élément     réolant    la formation de la  phase susceptible de se précipiter.    Dans beaucoup de cas, des points diffé  rents de la pièce ou de l'élément atteignent  (les températures différentes pendant le tra  vail. Dans un tel cas, la température la plus  élevée atteinte en un point particulier est  prise comme la température de travail déter  minante, parce que c'est en ce point que les  meilleures propriétés de fluage devraient  être obtenues.  



  <B>En</B> raison de l'importance de la tempéra  ture déterminante, il est en général de pre  mière nécessité de déterminer de quelle ma  nière la solubilité de la phase susceptible de  se précipiter varie avec la température. Cela  peut être fait<B>à</B>     Faide    de méthodes bien     con-          unes    et les     fig.   <B>8 à 15</B>     (qui    sont semblables  <B>1</B>  aux     fig.    4<B>à 6)</B> montrent le résultat de la,<B>dé-</B>  termination des     solubilités    solides de diffé  rents éléments dans divers alliages.

   Ces fi  gures représentent en abscisses l'élément  ajouté<B>à</B> l'alliage et en ordonnées la tempéra  ture, mais on peut noter que dans les     fig.   <B>10</B>  et<B>11,</B> par exemple, les teneurs en     molybdène     sont     de,,,    pourcentages de l'alliage total, par  exemple dans la     fig.   <B>10</B> la composition est<B>à</B>  <B>800' C</B> d'environ<B>82,5</B> parties de<B>80/20</B>     nickel-          chrome    et<B>17,5</B> parties de     molybdène.   <B>A</B> la  fi-.

   12, au contraire, le total du nickel et du       molybdène    est constant, c'est-à-dire que le       total        des        teneurs        en        nickel,        et        en        molybé   <B>y</B>     lène        est     de<B>75%. A</B> la     fig.   <B>13,</B> les     alliag-es    contiennent  4 parties de tungstène et<B>96</B> parties des al  liages nickel<B>-</B> chrome<B>-</B> fer<B>-</B>     molybdène    de la  fi-. 12.

   L'invention comprend la fabrication  de pièces et d'éléments de machines, de fours  ou autres,<B>à</B> partir d'alliages dans lesquels la  teneur de l'élément ou de la combinaison  d'éléments constitue un pourcentage de l'al  liage total, qui est supérieur au pourcentage  indiqué par les diagrammes des     fig.    4<B>à 6</B> et  <B>8 à 15</B> comme étant soluble aux températures  données, mais qui ne le dépasse pas de plus  de 2%.  



  On a montré, en référence aux     fig.    2 et<B>3,</B>  que la présence     d#autres    éléments a un effet  sensible. La     fig.   <B>1-6</B> montre l'effet de l'alumi  nium sur la solubilité du titane dans des al  liages<B>80/20</B>     nickel-chrome,   <B>à</B> des tempéra-           tures    différentes.<B>A</B> l'aide de cette figure (et  d'autres diagrammes semblables qui peuvent  être déterminés pour d'autres systèmes     dal-          liages),    on peut déterminer pour des condi  tions particulières la composition d'un alliage  contenant -Lui composé susceptible de se préci  piter.

   Ainsi, par exemple, si une pièce de ma  chine qui doit travailler<B>à 7500 C</B> doit être     f        a-          briquée   <B>à</B> partir     dLin    alliage<B>80/20</B> conte  nant simultanément du titane et de l'alumi  nium et si on sait que le     nickel-titane    devant  être utilisé pour la fabrication de l'alliage  contient<B>à</B> peu près moitié autant     d'alami-          nium    que de titane, la     fig.   <B>16</B> montre qu'à  <B>7500 C</B> le point auquel le dissolvant, s'il est  homogène, contiendra juste une quantité de  titane, qui est<B>le</B> double de celle de l'alumi  nium, correspond<B>à</B> une teneur en titane de  1,

  4<B>70</B> et<B>à</B> -une teneur en aluminium de<B>0,7 %.</B>  Bien que, dans -Lui tel cas, on puisse ajouter  une quantité de     nickel-titane    suffisante pour  porter la teneur en titane jusqu'à 3,4% (soit  1,4% plus     21%),    il est préférable d'ajouter  une quantité qui donnerait<B>à</B> l'alliage final  une teneur en titane de l'ordre de grandeur  de<B>1,6 %</B> et -une teneur en aluminium de<B>0,8 %,</B>  puisque cela garantirait que la limite de solu  bilité solide serait dépassée, mais seulement  d'une faible quantité.  



  Dans les dessins annexés, les     fig.   <B>17</B> et 21  représentent des courbes semblables<B>à</B> celles  de la     fig.   <B>16,</B> mais se rapportant<B>à</B> d'autres  alliages. Ces courbes permettent de faire di  verses comparaisons et ainsi de simplifier le  travail de détermination des alliages les  mieux appropriés. Les     fig.   <B>1 7 à 19,</B> par exem  ple, montrent que le cobalt, le manganèse et  le     vanadi-am    abaissent la solubilité du titane,  de sorte que, s'il faut incorporer l'un de ces  éléments<B>à</B> l'alliage pour d'autres raisons que  celles     qui    se rapportent<B>à</B> la résistance au  fluage, il<B>y</B> a besoin de moins de titane que  cela ne serait le cas autrement.

   Comme la  présence d'éléments tels que le titane agit sur  la possibilité de forger, le fait que la teneur  en titane peut être diminuée est -un facteur  important pour la détermination du meilleur  alliage<B>à</B> l'aide duquel la pièce doit être fa-    briquée. Des modifications du chrome dans  l'alliage de base ont également un effet très  marqué. La solubilité du titane par exemple  est beaucoup plus élevée dans le nickel pur       quiedans        du    nickel contenant 20<B>%</B> de chrome,  comme le montre la     fig.    20.

   On voit, d'autre  part, sur la     fig.    21 que l'addition de fer n'a  pas d'effet et que, du point de vue des limites  de solubilité solide, le nickel et le fer peuvent  être considérés comme interchangeables, au  moins jusqu'à<B>60%</B> de fer.  



  Comme exemple de mise en     #uvre    du pro  <B>cédé</B> selon l'invention, on peut citer le  suivant:  Si on désire fabriquer -une aube de tur  bine<B>à</B> gaz, on choisit un alliage contenant  sensiblement<B>80%</B> de nickel et<B>2070</B> de  chrome, afin de donner<B>à</B> cette aube, qui  devra travailler<B>à 750" C,</B> une résistance suf  fisante<B>à</B> la chaleur et<B>à</B> la corrosion sous clés  températures élevées. On sait que du titane et  de l'aluminium constitueront une combinaison  d'éléments qui formera dans cet alliage -une  phase susceptible de se précipiter, et le ti  tane est incorporé<B>à</B> l'alliage au moyen     du          nickel-titane,    qui contient moitié autant d'alu  minium que de titane.

   On se reportera donc  <B>à</B> la     fig.   <B>16</B> qui montre que l'alliage doit  contenir plus que     1,41/701    de titane et<B>0,7%</B>  d'aluminium et on choisira les teneurs de  <B>1,6%</B> de titane et<B>0,8%</B> d'aluminium. L'al  liage est alors coulé en un lingot et l'aube est  formée par<B>f</B>orgeage et usinage. Ensuite, l'a     Libe     est chauffée<B>à</B>     108011   <B>C</B> pendant<B>10</B> heures,  puis refroidie<B>à</B> l'air jusqu'à la température  ordinaire. (Comme l'aube est petite, le re  froidissement est rapide.) Pour terminer,  l'aube est réchauffée<B>à 750'</B>     C    pendant  <B>16</B> heures.

Claims (1)

  1. ]REVENDICATIONS<B>:</B> I. Procédé de fabrication dune pièce mé tallique destinée<B>à</B> être soumise<B>à</B> un effort continu sous une température élevée et pré sentant dans ces conditions -une haute résis tance an f luage, caractérisé en ce qu'on pré pare une matière métallique qui contient a-Li moins un élément constituant une phase sus ceptible de passer en solution solide, quand on chauffe cette matière, une quantité déter minée de cette phase restant en solution solide et l'excédent de cette quantité se reprécipi- tant si, après refroidissement, on soumet la dite matière<B>à</B> un nouveau chauffage,
    la te neur dudit élément étant choisie telle que cet excédent ne dépasse pas 2% de la matière métallique totale, en ce qu'on forme ladite pièce<B>à</B> partir clé cette matière, qu'on chauffe <B>à</B> une température supérieûre, <B>à</B> celle<B>à</B> la quelle la phase tend<B>à</B> passer en solution, en ce qu'on maintient cette température assez longtemps pour que l'état d'équilibre corres pondant<B>à</B> cette température soit sensiblement atteint, en ce qu'on refroidit ensuite la pièce a,,#,ez rapidement,
    pour empêcher toute repré- cipitation notable de la solution et en ce qu'enfin on chauffe<B>à</B> nouveau la pièce pour rompre l'état de sursaturation et provoquer la précipitafion sous une forme fine et uni formément dispersée de la quantité de phase dépassant celle qui reste toujours en solution.
    <B>Il.</B> Pièce métallique obtenue par le procédé selon la revendication<B>1.</B> SOUS-REVEND1CATIONS: <B>1.</B> Procédé selon<B>la</B> revendication I, carae- térisé en ce qu'on. prépare ladite matière mé tallique à partir d#un alliage 80/-90 nickel- chrome. 2.
    Procédé selon la revendication<B>1,</B> carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière mé- tallique <B>à</B> partir d'un. alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du titane, de ma nière que ladite matière renferme de<B>1 à 5</B> de titane. <B>3.</B> Procédé selon la revendication<B>1,</B> carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière mé tallique<B>à</B> partir d'un alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du titane et de l'alu minium,<B>de</B> manière que ladite matière ren ferme de<B>1 à 5</B> %' de titane et de l'aluminium en une proportion n'excédant pas<B>0,5%.</B> 4.
    Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière mé tallique<B>à</B> partir d'un alliage 80/20 nickel- chrome auquel on ajoute du titane et du sili- eium, de manière que ladite matière renferme de<B>1 à 5 %</B> de titane et du silicium en 'une proportion nexcédant pas 2<B><I>9,1.</I></B> <B>5.</B> Procédé selon la revendication I,
    earac- térisé en ce qu'on prépare ladite matière mé- tallique <B>à</B> partir d'un alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du titane, du sili cium et de l'aluminium, de manière que ladite matière renferme de<B>0,5 à</B> 4<B>%</B> de titane, de <B>1 à 2,5</B> %' (Je silicium et de<B>0,25 à 0,5 %</B> d'alu minium.
    <B>6.</B> Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière mé tallique<B>à,</B> partir d'un alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du carbone, de ma nière que ladite matière renferme du car- boile en une proportion n'excédant pas<B>0,05 %.</B> <B>7.</B> Procédé selon la revendication<B>1,</B> carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière m6- tallique <B>à</B> partir d'Lin alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute de l'aluminium,
    clé manière que ladite matière renferme de<B>0,5 à</B> <B>1,5%\</B> d'aluminium. <B>8.</B> Procédé selon la revendication<B>1,</B> carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'un alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du thorium, de ma- iiière que ladite matière renferme de<B>0,25 à</B> <B>1. %</B> de thorium.
    <B>9.</B> Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'Lin alliage<B>80/20</B> nickel- chrome auquel on ajoute du molybdène, de manière que ladite matière renferme de<B>17</B> <B>à</B> 21<B>%</B> de molybdène. <B>10.</B> Procédé selon la revendication<B>1,</B> ca ractérisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'un alliage<B>60/20/20</B> nickel-chrome-cobalt auquel on ajoute du ti tane, de manière que ladite matière ren ferme de<B>0,9 à</B> 4 %' de titane.
    <B>11.</B> Procédé selon la revendication I, ca- ractérisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'un alliage<B>60/20/20</B> nickel-ehrome-cobalt auquel on ajoute du molybdène, de manière que ladite matière renferme de 14<B>à 19 %</B> de molybdène. 12.
    Procédé selon la revendication<B>1,</B> ca- raetérisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'un alliage -/15/1Ô nickel-chrome-fer auquel on ajoute du mo- lybdène, de manière que ladite matière ren ferme de 2<B>à<I>9 5V,</I></B> de molybdène. <B>13.</B> Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on prépare ladite matière métallique<B>à</B> partir d'un alliage -/15/1Ô nickel-chrome-fer contenant 4<B>%0'</B> de tungstène,
    auquel on ajoute du molybdène, de manière que ladite matière renferme de<B>3 à 9 70</B> de molybdène.
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