CH277401A - Procédé d'obtention de produits en acier austénitique. - Google Patents

Description

  Procédé d'obtention de produits en acier     austénitique.       La présente invention concerne des pro  duits en acier     austénitique    au     chrome-nickel     présentant une haute résistance mécanique à  chaud.  



  On sait que les aciers au     chrome-nickel     possèdent des avantages très nombreux, qui  les rendent     particulièrement    précieux pour  un grand nombre d'applications, en particu  lier celles qui     nécessitent    soit une bonne ré  sistance à l'oxydation ou à l'attaque par des  liquides corrosifs tels que des acides, soit  encore une résistance mécanique élevée à  chaud.  



  Les aciers au chrome-nickel peuvent éga  lement contenir du silicium, du manganèse,  du     tungstène    et du titane suivant les pro  priétés particulières qu'on veut leur     conférer.     



       Lesdits    aciers sont souvent destinés à  travailler à chaud, par exemple sous forme  d'arbres, (le tubulures de chambres de com  bustion ou de réaction,     d'aubages    de turbines  à. gaz, de supports, de rivets et boulons, etc.  



  C'est ainsi que le brevet français N  590631  du 21 décembre 1921 concerne un acier à       moins        de        1%        de        carbone,    5 à     25        %        de          chrome,    5 à     20        %        de        nickel,        0,5    à     10        %        de          silicium,    moins de 8 % de manganèse, de 1. à  :

  ï     'Vo    de tungstène (ou de     molybdène)    et moins   < le 6 % clé titane (ou de cuivre), offrant une  résistance considérable à, l'oxydation et à       l'écaillement    aux températures élevées et à  l'attaque par la flamme et les produits de    combustion chauds tels que ceux engendrés  dans les fours des divers genres et les mo  teurs à combustion interne, et présentant  aussi une résistance     considérable    à l'action  de l'air, de l'eau douce, de l'eau de mer et  de divers acides et autres agents chimiques,  ainsi qu'une résistance élevée à l'extension et  à la compression à la fois aux     températures     ordinaires et. aux températures élevées.  



  Pareillement, le brevet     frangais    N  659231  du     1e''    décembre 1927 et son certificat d'addi  tion N  10221 du 26 novembre 1930     concer-          nent        un        acier    à     1%        de        carbone,        10    à     25        0/0          de        chrome,        20    à     50        %        de        nickel,

      1 à 5     %        de          manganèse,        0,5    à 8     %        de        tungstène        et        0,1    à       0,2        %        de        titane,        présentant        une        bonne        résis-          tance    à la corrosion par les agents chimiques,

    donc de bonnes propriétés mécaniques et par  ticulièrement résistant aux efforts continus  à haute température.  



  Enfin, le brevet anglais N  375777 du  19 mars 1931 concerne un acier à moins de       0,5        %        de        carbone,    6 à     10        %        de        chrome,        0,5     à     25        %        de        nickel,        0,1    à 8     %        de        silicium,

            moins        de    5     %        .de        manganèse,        moins        de    5      /a          de        tungstène        et        de        0,1    à     10        %        de        titane,        pré-          sentant    de bonnes dualités de résistance à la  corrosion.  



  Les aciers     austénitiques    de composition  comprise entre les limites qui ont été indi  quées ci-dessus s'emploient le plus souvent à  l'état adouci par trempe. On a également      parfois recommandé de les utiliser après un  certain écrouissage. L'écrouissage augmente  en effet fortement la limite élastique à froid,  corrigeant, ainsi un défaut qui est assez gê  nant dans les     problèmes    de construction.  En outre, il relève la résistance à     chaud,     même au     fluage    de longue durée, .et. jusqu'à  des températures relativement. élevées.

   On  peut réaliser l'écrouissage de diverses ma  nières, suivant les applications recherchées;  par exemple en terminant les opérations de  forgeage ou de laminage à une basse tempé  rature convenablement choisie (technique  connue sous le nom de hot     cold        -,vork),    ou  encore par laminage ou étirage à froid.  



  Or, la titulaire a trouvé, et c'est ce qui  constitue la base de son invention, qu'il exis  tait un certain domaine de     composition     d'aciers     austénitiques    au tungstène dans le  quel     l'au-mentation    de la, résistance au fluage  à     chaud    procurée par l'écrouissage se con  serve à, des températures particulièrement  élevées. Cette augmentation est particulière  ment fonction de la valeur de la teneur en       tungstène    qui doit être comprise entre 2,5  et 4,5 0%.  



  La présente invention, faite avec la col  laboration de M. de     Lacombe,    comprend  clone un procédé d'obtention de     produits    en  acier austénitique au     chr        orne-nickel    ayant  une bonne résistance à chaud, notamment au  fluage.

   Ce procédé est caractérisé en ce  qu'on écrouit un acier ayant la composition  suivante  
EMI0002.0015     
  
    C <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> <B>0,151/o</B>
<tb>  Cr <SEP> 16 <SEP> à <SEP> 181/o
<tb>  N <SEP> i <SEP> 11 <SEP> à <SEP> 141/0
<tb>  Si <SEP> 0,1 <SEP> à <SEP> 10/0
<tb>  <U>Mn</U> <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 10/0
<tb>  2,5 <SEP> à <SEP> 4,51/0
<tb>  Ti <SEP> 0,4 <SEP> à <SEP> 0,8 <SEP> %       cet.

   écrouissage étant poussé jusqu'à ce que  la limite élastique à la traction     correspon-          dant    à     un        allongement        permanent        de        0,2        %     devienne égale ou supérieure à 45     kg/mm-".     



  L'invention comprend également un pro  duit obtenu par le procédé ci-dessus.    Si l'on se réfère par exemple à la limite  25/35 heures très généralement employée  maintenant. pour caractériser la résistance au       fluage    (charge donnant entre la     25""'    et la       35' E    heure une vitesse d'écoulement, de  10 X 10-6 de la     longueur(heure    et un     écou-          lement.        total        inférieur        à.        0,

  2        %        de        cette        même          lorrgLieur),    on trouve les chiffres suivants       pour    la résistance au fluage en fonction de  la température, sur trois aciers écrouis par       un        allongement        de        10        %        et        répondant        aux          analyses     
EMI0002.0050     
  
    C <SEP> Si <SEP> lin <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> 'Pi <SEP> <B>NI)</B> <SEP> W
<tb>  acier <SEP> 1 <SEP> 0,11 <SEP> 0,

  80 <SEP> 1,03 <SEP> 8,7 <SEP> 18,2 <SEP> 0,32 <SEP> 0,82
<tb>  acier <SEP> II <SEP> 0,17 <SEP> 1,01 <SEP> 0,93 <SEP> 9,1 <SEP> 18,5 <SEP> 1,5 <SEP> 1,3
<tb>  acier <SEP> 111 <SEP> 0,08 <SEP> 0,65 <SEP> <B>0,50 <SEP> 12,5</B> <SEP> 17,7 <SEP> 0,70 <SEP> 3,4     
EMI0002.0051     
  
    Température <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> fluage
<tb>  en <SEP> kg/mm2
<tb>  acier <SEP> I <SEP> acier <SEP> II <SEP> acier <SEP> III
<tb>  600  <SEP> C <SEP> 29 <SEP> 26 <SEP> 21
<tb>  650  <SEP> C <SEP> 1<B>5</B> <SEP> 19 <SEP> 16
<tb>  700  <SEP> C' <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 13
<tb>  750  <SEP> C <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 10       On voit donc due la limite d'écoulement  à chaud de l'acier III qui, seul, rentre dans  le -cadre de la, présente invention, est très  nettement, supérieure à celle des deux autres  à, partir de 650 à 700  C.  



  Cette     résistance    au fluage élevée à haute  température n'apparaît pas seulement dans  des essais de courtes durées, mais se re  trouve aussi pour les longues durées. C'est       aini    que la charge donnant la     rupture        sous     charge constante en 1000 heures pour les  aciers utilisés pour réaliser la présente inven  tion est égale, lorsqu'ils sont convenablement  écrouis, à 20     kg/mm2    à 700  C, 15     kg/mm2    à  750  C et 12     kg/mm2    à 800  C;

   ces chiffres  sont très supérieurs à. ceux que fournissent  les alliages     inoxydables    usuels et au moins  analogues à ceux des alliages beaucoup plus  difficiles à fabriquer, du type Ni 80, Cr 15  ou des austénitiques au Co W. A 800  C, par  exemple, et. jusqu'à 1000 heures, la résistance      des aciers rentrant dans le cadre de l'inven  tion est donc entièrement comparable à celle  des meilleurs alliages     forgeables        connus    d'au  tre part., avec l'avantage d'une fabrication  bien plus simple.  



  Les     produits    préparés conformément à  l'invention doivent être utilisés en principe  sans avoir subi de traitement thermique.     Ils     peuvent être obtenus, par travail à. chaud ou  à froid convenable de l'acier mis en     oeuvre,     sous forme de barres forgées ou laminées,  tôles, fils, tubes, etc. Ils se     recommandent     particulièrement pour l'exécution des ailettes  fixes ou mobiles et     des    disques et arbres de  rotors.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention de produits en acier austénitique au chrome-nickel ayant une bonne résistance à chaud, notamment au fluage, caractérisé en ce qu'on écrouit un acier avant la composition suivante:

   EMI0003.0010 C <SEP> 0,05 <SEP> à <SEP> <B>0,15%</B> <tb> Cr <SEP> 16 <SEP> à <SEP> 18 <SEP> 0/0 <tb> Ni <SEP> 11 <SEP> à <SEP> 141/o <tb> si <SEP> 0,1 <SEP> à <SEP> 1% <tb> Mn <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 10/0 <tb> w <SEP> 2,5 <SEP> à <SEP> 4,5% <tb> Ti <SEP> 0,4 <SEP> à <SEP> 0,81/o cet écrouissage étant poussé jusqu'à ce que la limite élastique à la traction correspon dant à un allongement permanent de 0,2 0./o devienne égale ou supérieure à 45 kg/mm2. II. Produit obtenu par le procédé selon la revendication I.