CH326633A - Alliage pour l'utilisation aux températures élevées, résistant à la rupture et au fluage - Google Patents
Alliage pour l'utilisation aux températures élevées, résistant à la rupture et au fluageInfo
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Description
Alliage pour l'utilisation aux températures élevées, résistant à la rupture et au fluage La présente invention a pour objet un alliage résistant à la rupture et au fluage, uti lisable pour la production d'objets qui, en cours d'utilisation, sont .soumis à des tempé ratures élevées.
On sait que l'on peut améliorer la résis tance au fluage et la résistance à température ordinaire de la plupart des alliages austéni- tiques par le travail à chaud. On a également proposé d'améliorer les propriétés d'un acier austénitique exempt de cobalt, contenant au moins 50 % de fer,
en y incorporant du bore et en travaillant l'alliage à une température élevée mais inférieure à sa température de re- cristallisation.
Bien que la résistance au fluage et la résis tance à température ordinaire d'alliages austé- nitiques contenant du cobalt puisse être amé liorée par le travail à chaud, il est exceptionnel de pouvoir accroitre le temps de rupture sous une charge et une température données autre ment qu'en utilisant une forte teneur en cobalt dans la composition, par exemple de 40 à 60%.
On a- découvert que l'on peut notablement améliorer la résistance à la rupture d'alliages austénitiques exempts de -cobalt travaillés à chaud, ou d'alliages austénitiques contenant moins de 30 % de cobalt, par adjonction d'une petite proportion de bore.
L'alliage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il contient Carbone . . . . 0,15 0/0 - 0,45% Manganèse . : . 0,5 % - 1,5 0/0 Silicium . . . . 0,15 0/0 - 0,750/0 Chrome . . . . 15 % - 23 0/0 Nickel . . . . . 13 % - 28 0/0 Bore . . . . .
0,002'% - 0,040/0 et, en outre, au moins 2 métaux réfractaires, aptes à agir comme agents de durcissement, pris dans le groupe formé par les métaux des 4e, 5e et 6e groupes du système périodique des éléments, de point de fusion d'au moins 1700 C et de nombre atomique compris entre 22 et 74, en proportion totale comprise. entre 5 et 10 0/0, chacun desdits métaux étant en proportion comprise entre 0,5 et 3,5 0/0, le complément étant constitué par au moins du fer et des impuretés. Le groupe de métaux réfractaires défini ci-dessus comprend le tungstène, le molybdène, le niobium, le titane et le vanadium.
La quan- tit6 du fer présent est, de préférence, infé- rieure à 50 %. L'alliage selon l'invention est particulière ment approprié au travail à chaud, c'est-à-dire à un travail à des températures comprises entre 5000 C et 9000 C environ,
donnant une réduction de l'épaisseur allant jusqu'à environ 20 '%. Le travail à chaud a pour résultat sur- prenant que le temps de rupture est augmenté de façon importante pour une tension et une température' données. Le travail à chaud, comme c'est habituellement le cas, est opéré de préférence après le traitement thermique de mise en solution.
Ce traitement comprend habituellement un traitement au cours duquel on chauffe l'acier à une température uniforme supérieure à 10000 C environ et dans lequel on maintient l'acier à cette température pen dant un laps de temps approprié. Les exemples suivants d'alliages dans lesquels les quantités sont données en poids pour cent sont conformes à l'invention.
EMI0002.0012
Alliage <SEP> L.641 <SEP> L.729 <SEP> L.915 <SEP> L.1299 <SEP> L.908 <SEP> L.899 <SEP> L.1293
<tb> Carbone <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,4 <SEP> 0,4 <SEP> 0,25 <SEP> 0,25 <SEP> 0,2 <SEP> 0,20 <SEP> 0,20
<tb> Manganèse <SEP> 0,8 <SEP> 0,8 <SEP> 0,8 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0
<tb> Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3
<tb> Nickel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15,0 <SEP> -15,0 <SEP> 15,0 <SEP> 15,0 <SEP> 25,0 <SEP> 25,0 <SEP> 25,0
<tb> Cobalt <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 25,0 <SEP> 25,0 <SEP> 25,0 <SEP> 25,0 <SEP> - <SEP> - <SEP> Chrome <SEP> . <SEP> . <SEP> 20,0 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0
<tb> Tungstène <SEP> . <SEP> .
<SEP> 2,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,2 <SEP> 3,0 <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> 1,5
<tb> Molybdène <SEP> 2,0 <SEP> 2,0 <SEP> 2,3 <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 2,6
<tb> Niobium <SEP> . <SEP> . <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 2,2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> 2,0
<tb> Vanadium <SEP> . <SEP> . <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,3 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> Bore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,03 <SEP> 0,003 <SEP> 0,03 <SEP> 0,03 <SEP> 0,03 <SEP> 0,03 <SEP> 0,03
<tb> Titane <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> Fer <SEP> et <SEP> Complé- <SEP> Compl. <SEP> Compl. <SEP> Compl. <SEP> -Compl. <SEP> Compl.
<SEP> Compl.
<tb> impuretés <SEP> ment On indique dans le tableau de la page 3 les propriétés de ces alliages et les gains substan tiels de résistance au fluage et à la rupture qui résultent du traitement à chaud.
En règle générale, l'augmentation des addi tions de cobalt dans les alliages du genre décrit a pour effet d'augmenter la résistance au fluage. Cependant, l'utilisation du bore favorise effec tivement la réduction de la proportion utile de cobalt. C'est ainsi, par exemple, que dans les alliages de ce type général, mais ne conte nant pas de bore,
la traction en kilos par cm2 entraînant la rupture au bout de 300 heures à 7500 C est d'environ 2046 kg/cm2 lorsque la proportion de cobalt est de 10 '% et qu'elle augmente, plus ou moins linéairement,
jus qu'aux environs de 2990- kg/cm2 lorsque la teneur en cobalt monte graduellement jus- qu'aux environs de 60 %. Lorsque le bore est présent à raison de 0,
03 % et en l'absence de cobalt, la traction est de 2832 kg/cm2 et elle augmente à peu près linéairement jusqu'à 3226 kg/cm2 lorsque la proportion de cobalt s'accroît graduellement jusqu'à environ 25 % seulement.
Dans l'alliage selon l'invention, il est désirable que la teneur en cobalt ne dépasse pas 25 0/0, surtout quand le bore est présent en proportion d'au moins 0,03 0/0, sans quoi 'l'alliage serait difficile à forger.
Pour éviter l'utilisation de matières rares ou coûteuses, on peut supprimer le cobalt et le niobium et les remplacer par du titane comme l'alliage L. 908. Les propriétés résul tantes sont remarquables pour un alliage si peu coûteux. Si l'on utilise du niobium, on peut supprimer le titane dans ces alliages exempts de cobalt,- par exemple comme dans l'alliage L. 899.
EMI0003.0001
Temps <SEP> en <SEP> Taux <SEP> de
<tb> Traction <SEP> heures <SEP> Temps <SEP> fluage <SEP> /o
<tb> Matière <SEP> en <SEP> Température <SEP> pour <SEP> un <SEP> de <SEP> rupture <SEP> minimum <SEP> d'allongement
<tb> kg/cm2 <SEP> en <SEP> C <SEP> allongement <SEP> (heures) <SEP> par <SEP> h <SEP> :
<SEP> x <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture
<tb> de <SEP> 1 <SEP> /o <SEP> <B><I>10-5</I></B>
<tb> L.641 <SEP> (1) <SEP> 2520 <SEP> 750 <SEP> 18 <SEP> 339 <SEP> 22 <SEP> 18
<tb> L.641 <SEP> (2) <SEP> 2520 <SEP> 750 <SEP> 620 <SEP> 2022 <SEP> 0,37 <SEP> 3
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<tb> L.915 <SEP> (2) <SEP> 2205 <SEP> 800 <SEP> 30 <SEP> 435 <SEP> 3,6 <SEP> 7 <SEP>
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<tb> L.
<SEP> 1299 <SEP> (2) <SEP> 2205 <SEP> 800 <SEP> 195 <SEP> 501 <SEP> 1,5 <SEP> 2,0
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<tb> (1) <SEP> Trempé <SEP> à <SEP> l'huile <SEP> à <SEP> 1280e <SEP> C.
<tb> @2) <SEP> Trempé <SEP> à <SEP> l'huile <SEP> à <SEP> 12800 <SEP> C. <SEP> Travaillé <SEP> à <SEP> chaud <SEP> à <SEP> 7000 <SEP> C
<tb> pour <SEP> donner <SEP> une <SEP> réduction <SEP> d'épaisseur <SEP> de <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> 19/o:
Claims (1)
- REVENDICATION Alliage pour l'utilisation aux températures élevées, résistant à la rupture et au fluage, caractérisé en ce qu'il contient Carbone . . . . 0,15 '19/o - 0,45% Manganèse . . . 0,5 19/o - 1,5 0/0 Silicium . . . . 0,15 191o - 0,75'% Chrome . . . . 15 __ '19/o - 23 0/0 Nickel . . . . . 13 '19/o - 28 19/o Bore . . . . . 0,002'% - 0;0419/o et, en outre, au moins 2 métaux réfractaires, aptes à agir comme agents de durcissement, pris dans le groupe formé par les métaux des 4e, 5e et 6e groupes du système périodique des éléments, de point de fusion d'au moins 1700e C et de nombre atomique compris entre 22 et 74, ' en proportion totale comprise entre 5 et 10%, chacun desdits métaux étant en proportion comprise entre 0,5 et 3,519/o, le complément étant constitué par au moins du fer et des impuretés.SOUS-REVENDICATIONS 1. Alliage selon la revendication, carac térisé en ce qu'il contient en outre du cobalt en proportion comprise entre 22 et 28 0/0, la somme du nickel et du cobalt ne dépassant pas 45%, le fer et les impuretés constituant le. complément.2. Alliage selon la revendication, carac térisé en ce que la quantité de fer présente est inférieure à 50 %.
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