CH330567A - Alliage à base de nickel - Google Patents

Description

      Alliage    à     base    de     nickel       La présente invention est relative à des  alliages de nickel et de silicium.  



  On utilise beaucoup des alliages de nickel  et de silicium pour la fabrication d'appareils  pour l'industrie chimique, du fait de leur ré  sistance à la corrosion par l'acide sulfurique.  Par exemple, des alliages de ce genre     conte-          nant        environ        8,5        %    à     10        %        de        silicium,        résis-          tent    à l'acide sulfurique concentré à des tem  pératures allant jusqu'au point d'ébullition.

   Les  alliages nickel - silicium ont une plus grande  ductilité et une plus grande résistance aux chocs  thermiques que les alliages de ferro-silicium  qu'on utilise aussi pour leur résistance à l'acide  sulfurique et, pour cette raison, ils sont recom  mandés pour être utilisés dans des conditions  de service plus pénibles. Les deux types de  matière ne sont obtenus que sous forme de  pièces coulées.  



  Bien que la ductilité des alliages     nickel-          silicium    soit plus     grande    que celle des alliages  de ferro-silicium, on a cherché à améliorer en  core cette ductilité. Les essais faits pour amé  liorer la ductilité en abaissant la teneur en si  licium n'ont donné de bons résultats qu'aux  dépens de la résistance à la corrosion. L'inven  tion fournit des alliages nickel-silicium amélio  rés ayant une bonne résistance à la corrosion    par l'acide sulfurique et une meilleure résis  tance au choc mécanique ou thermique.  



  Elle a pour objet un alliage de nickel     con-          tenant        de    4 à     10        %        de        silicium    ; 1 à     25        %        de     tantale, le restant étant au moins en majeure  partie du nickel.

   Cet alliage peut contenir     jus-          qu'à    3     %        d'aluminium,        jusqu'à    4     %        de        cuivre,          jusqu'à        15        %        de        fer        et        des        impuretés        éven-          tuelles.    Il peut aussi contenir du niobium en  quantité ne dépassant pas celle du tantale,

   le  total du tantale et niobium ne dépassant pas       25        0/0.        Par        exemple,        au        lieu        de        10        %        de        tan-          tale,        on        peut        utiliser    5     %        de        tantale        et    5     %        de     niobium.

   Une gamme préférée de compositions       consiste        en    5 à 9     @o/o        de        silicium,    5 à     15'%        de     tantale, seul ou avec du niobium, jusqu'à 3 0/0       d'aluminium,        jusqu'à        4%        de        cuivre,   <B>1</B>     0'%        de     fer au plus, le restant étant du nickel et des  impuretés éventuelles.  



  Pour obtenir la combinaison la plus favo  rable de propriétés dans l'alliage selon l'inven  tion, les teneurs en silicium et tantale sont équi  librées l'une par     rapport    à l'autre. Ainsi, si le  silicium est du côté faible de sa gamme, la te  neur en tantale est<B>d'a</B> côté élevé. Si la teneur  en silicium est du côté élevé de la gamme, il  faut, en général, moins de tantale.

   Le fer nuit  beaucoup à la fois aux propriétés mécaniques  et à la résistance à la corrosion de l'alliage,      et il est bon de le maintenir bien au-dessous       de        10        '%        et,        si        possible,        au-dessous        de    3     0/0.     



  Les essais mécaniques et de résistance à la  corrosion des alliages     conformes    à l'invention  montrent que leur     ductilité    est     améliorée    et  qu'ils ont une excellente     résistance    à la corro  sion. Les essais mécaniques ont été effectués  sur des barres cylindriques, coulées au sable,  de 3,05 cm de diamètre et de 40,6 cm de long.  Les barres n'étaient pas usinées, mais on avait  enlevé le sable et les bavures avec une lime à  main et du papier d'émeri. La portée à l'essai  était de 30,5 cm et la charge de rupture et la       flexion    ont été mesurées en kg et centimètres    respectivement.

   Les essais de corrosion ont été       effectués    sur des disques de 2,54 cm de dia  mètre et environ 9,5 mm d'épaisseur, usinés à  partir des barres brisées. Les agents de     corro-          sion        étaient        de        l'acide        sulfurique    à     77        %        bouil-          lant        et        de        l'acide        sulfurique    à     55        %     <RTI  

   ID="0002.0032">   bouillant,     les échantillons ayant été exposés à l'action de  ces agents pendant trois périodes successives  de 48 heures.  



  Le tableau suivant montre les résultats ob  tenus par ces essais. Les     chiffres    de corrosion  expriment en mm la pénétration par mois et  ont été relevés dans la troisième période de 48  heures de ces essais.  
EMI0002.0034     
  
       Les chiffres du tableau montrent que, dans  les alliages ordinaires nickel-silicium (les trois  derniers du tableau), la réduction du silicium       de        10    à 7     %        entraîne        une        réduction        de        la        résis-          tance    à la corrosion dans l'acide à 77 0/0.

   Ce  pendant, dans les alliages conformes à l'inven  tion contenant du tantale seul ou du tantale  avec du niobium, on obtient une augmentation  sensible de la ténacité et de la résistance à la       corrosion        dans        les        alliages    à 7     et        8,5        %        de        si-          licium,    d'autant que dans les deux qualités,

   ces  alliages à faible teneur en silicium sont bien       supérieurs        aux        alliages        ordinaires    à     10        %        de     silicium. Les chiffres montrent aussi qu'il faut,  en général, plus de tantale pour avoir une       bonne        résistance    à     la        corrosion    à     l'acide    à     55        %     que pour l'acide à 77 0/0.  



  Les alliages conformes à l'invention peuvent  être obtenus au four électrique à induction en  utilisant du nickel pur, de préférence électro  lytique, du silicium commercialement pur et des  sources appropriées de tantale, seul ou avec du  niobium, et telles que du métal commerciale-    ment pur ou des alliages nickel-tantale ou       nickel-tantale-niobium    ou des ferro-niobium, ou  des     ferro-niobium-tantale.    Toutefois, du fait de  l'effet nuisible du fer, il est préférable de ne pas  utiliser de très grandes quantités d'alliages de  fer. Si on le désire, on peut ajouter le tantale  sous forme de déchets de tantale métallique.

   En  préparant les alliages utilisés dans le tableau, on  a     ajouté        0,5        %        de        manganèse        comme        désoxy-          dant.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Alliage à base de nickel, caractérisé par le fait qu'il contient 4 à 10 % de silicium, 1 à 25,% de tantale, le reste étant au moins en majeure partie du nickel.

   SOUS-REVENDICATION Alliage selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il contient en outre du niobium en quantité ne dépassant pas celle du tantale, le total du tantale et du niobium ne dépassant pas 25 %.