CH267446A - Alliage. - Google Patents

Description

  Alliage.    La présente invention a pour objet un al  liage présentant une grande résistance méca  nique à température élevée.  



  Le développement des machines ther  miques, notamment des turbines à gaz et des  réacteurs, nécessite de plus en plus la fabri  cation d'éléments usinés présentant une  grande résistance mécanique à température  élevée. Plusieurs alliages ont été déjà     proposés     à cette fin; leur usage est cependant resté  très limité, soit parce que leur travail à  chaud n'est pas possible, soit du fait qu'ils  deviennent fragiles après une exposition pro  longée à haute température.

   En effet, une  particularité (les     alliages    ferreux fortement  alliés, qui rend le problème particulièrement  difficile à résoudre, est que l'addition de  composants augmentant la résistance méca  nique à température élevée entraîne une di  minution de la stabilité, qui rend lesdits  alliages fragiles à la suite d'une exposition  prolongée à température élevée.  



  Le besoin d'un alliage pouvant être tra  vaillé à chaud, de grande résistance méca  nique à température élevée et possédant une  bonne stabilité     auxdites    températures, se fait  donc sentir.  



  La. présente invention vise à satisfaire ce  besoin et a pour objet un alliage, caractérisé  en ce qu'il contient, en poids, de 15 à     251/o          de        chrome,        de        15    à     25        %        de        nickel,        de        25    à       40        %        de        cobalt,        de        7,

  5    à     15        %        de        tungstène,     un métal ayant une forte affinité pour le car-         bone,    en proportion n'excédant pas 20/0, ou  plusieurs de ces métaux en proportion glo  bale n'excédant pas 3%, la teneur de l'al  liage en le- ou en lesdits métaux étant de toute       faon        d'au        moins        0,5        %,        du        manganèse,

          en          proportion        n'excédant        pas        2%,        du        silicium,     en     proportion    n'excédant pas l0/0, du car  bone, en proportion n'excédant pas 10/0, de  0,05 à 0,25% d'azote, et du fer.  



  Des métaux qui ont une forte affinité  pour le carbone sont notamment le niobium,  le tantale, le titane et le vanadium, qui  peuvent être présents dans l'alliage soit iso  lément, soit en mélange de deux ou plus de  deux. Lorsque l'alliage contient du titane, la  teneur en ce métal sera de préférence     infé-          rieure    à     1,5%.     



  Si une excellente     forgeabilité    est désirée,  la. teneur de l'alliage en carbone doit rester  inférieure à 0,35%. La teneur en fer sera de  préférence supérieure à     201/o.    En général,  L'alliage de l'invention contiendra également  de faibles quantités d'impuretés inévitables.  L'alliage peut contenir jusqu'à     3,51/o    de     mo-          lybdène;    ce dernier ne provoque cependant  pas d'amélioration sensible de l'alliage.  



  En se tenant aux données de composition  indiquées ci-dessus, on peut- obtenir des  alliages pouvant être aisément forgés, soudés  et usinés et dont la résistance mécanique et la  stabilité à haute température (648  C et plus)  sont excellentes. Des éléments de machines  exécutées en de tels alliages peuvent travailler      sous de fortes contraintes pendant un temps  prolongé à<B>8150</B> C, ou à des températures un  peu plus élevées pendant de courtes périodes  et sans contrainte excessive.  



  Pour déterminer les qualités d'un métal  ou d'un alliage à haute température, on pro  cède dans les conditions suivantes à l'essai de  rupture. Plusieurs échantillons du matériel  sont soumis chacun à un effort de traction  différent déterminé, à une température élevée  déterminée. Le temps nécessaire pour que la  rupture ait lieu dans     ces    conditions est relevé.  Les valeurs obtenues sont reportées sur un  graphique, le temps de rupture en abscisses et  la contrainte appliquée en ordonnée par  exemple. On obtient ainsi, pour le matériel  essayé, une courbe qui, pour une température  déterminée, donne le temps nécessaire à la  rupture en fonction de la contrainte à laquelle  le matériel est soumis.

   Ces courbes sont rele  vées pour plusieurs températures; elles in  diquent de façon précise les contraintes que  peut supporter le matériel pour une tempé  rature et un temps donnés quelconques. Ces       valeurs    sont particulièrement utiles pour  l'établissement de     projets,    spécialement s'il  est à prévoir que le matériel choisi sera sou  mis à des     surchauffes    et à des surcharges.  



  A titre d'exemple, un échantillon     formé     d'un alliage. conforme à l'invention de com  position suivante:     201/o    de chrome,     201/o    de       nickel,        401/o        de        cobalt,        3%        de        molybdène,          12%        de        tungstène,        1%        de        niobium,        0,16%          de        carbone,

          1,5%        de        manganèse,        0,5%        de        sili-          cium,        0,09%        d'azote,        le        solde        étant        du        fer,     soumis à l'essai de traction à l'état forgé, re  cuit une heure à environ<B>12700</B> C et trempé à  l'eau, a tenu pendant 1485 heures sous une  tension de 1400     kg/cm2    et à une température  de 8150 C avant que sa rupture se produise.

    Cette valeur montre la grande résistance à  température élevée de cet alliage.  



  Les alliages conformes à l'invention gar  dant une     grande    résistance mécanique aux  températures     élevées,    même après une exposi  tion prolongée à ces températures sous forte  contrainte,     ils    sont particulièrement indiqués    pour la fabrication de pièces clé machines sou  mises à de hautes températures, 815  C et  plus, telles que certaines pièces de     turbines    à  gaz, réacteurs, etc. Ces alliages peuvent être  employés sans avoir     subi    de traitement     ther-          Inique    si la température d'utilisation ne dé  passe pas     648     C.

   Par contre, si la, tempéra  ture d'utilisation dépasse cette valeur, ils  doivent être recuits à 1204-7.270  C pour  pouvoir être utilisés au mieux de leurs possi  bilités.

Claims (1)

1. REVENDICATION Alliage présentant une grande résistance mécanique à température élevée, caractérisé en ce qu'il contient, en poids, de 15 à 25% de chrome, de 15 à 25 % de nickel,

   de 25 à 40 % de cobalt, de 7,5 à. 15 % de tungstène, un métal ayant une forte affinité pour le car- bone, en proportion n'excédant pas 2%,

   ou plusieurs de ces métaux en proportion globale n'excédant pas 3010, la. teneur de l'al liage en le- ou en lesdits métaux étant de toute faon d'au moins 0,5%, du manganèse, en proportion n'excédant pas 20/0, du silicium, en proportion n'excédant, pas 1%, du car- bone, en proportion n'excédant pas 1%,

   de 0,05 à 0,2511/o d'azote, et du fer. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métal ayant une forte affinité pour le carbone, du nio bium. 2. Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métal aj-ant une forte affinité pour le carbone, du tantale. 3. Alliage selon la. revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métal ayant une forte affinité pour le carbone, du titane, en proportion n'excédant pas 1,5%. 4.

   Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il .contient, comme métal ayant tme forte affinité pour le carbone, du vana dium. 5. Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du nio bium et du tantale. 6. Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du nio bium et du titane, la teneur en titane ne dé- passant pas 1,5%. 7.

   Alliage selon la. revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métaiLx ayant une forte affinité pour le carbone, du nio bium et du vanadium. 3. Alliage selon la revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du tantale et du titane, le teneur en titane ne dépassant pas 1,5 %. 9. Alliage selon le revendication, caracté risé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du tantale et du vanadium. 10.

   Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du titane et, du vanadium, la teneur en titane ne dépassant pas 1,51/o. 11. Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaiLY ayant une forte affinité pour le carbone, du niobium, du titane et du vanadium, la te- neur en titane ne dépassant pas 1,5%. 12.

   Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du niobium, du titane et du tantale, la teneur en titane ne dépassant pas 1,5%. 13. Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du niobium, du tantale et du vanadium. 14.

   Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du titane, du tantale et du vanadium, la. teneur en titane ne dépassant pas 1,5%. 15. Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient, comme métaux ayant une forte affinité pour le carbone, du niobium, du titane, du tantale et du vana dium, la teneur en titane ne dépassant pas 1,5%. 16.

   Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient en outre du molyb- déne, en proportion n'excédant pas 3,5 0/0. 17. Alliage selon la revendication, carac- térisé en ce qu'il contient 20 % de chrome, 20 % de nickel,

   40 % de cobalt, 3 % de mo- lybdène, 12% de tungstène, 10/0 de niobium, 0,16 % de carbone, 1,5 % de manganèse, 0,5 % de silicium, 0,

   09 % d'azote, le solde étant du fer. S,