CH418652A - Alliage réfractaire - Google Patents

Description

  Alliage réfractaire    L'invention concerne des     alliages    à base de tung  stène contenant des additions de carbone et de haf  nium.  



  Les récents développements de l'aviation et des  véhicules spatiaux ont créé une demande de métaux  possédant une grande résistance à températures éle  vées, mais restant ductiles à températures relative  ment basses. En outre, les températures de     recristalli-          sation    de ces métaux doivent être très élevées. Les  matériaux connus ne sont pas satisfaisants pour la  plupart des emplois à haute température et c'est l'un  des objets de la présente invention de fournir des al  liages ayant les caractéristiques nécessaires.  



  Les     alliages    selon la présente invention sont à  base de tungstène et comportent de petites propor  tions de carbone et de hafnium. Ce sont des alliages       ternaires        contenant        de        0,004    à     0,05        %        de        carbone          et        de        0,01    à     2'%        de        hafnium,

          le        reste        étant        du        tung-          stène.    On obtient la meilleure combinaison de pro  priétés mécaniques et de facilité de fabrication pour  une application donnée, en faisant varier la propor  tion des constituants dans l'intervalle indiqué plus  haut.

   En     particulier,    les     alliages    de l'invention pos  sèdent, à la température de 16500 C, une résistance  à la rupture comprise entre 1750 et 5200     kg/cm2     environ, alors que le tungstène pur a une résistance  à la rupture de 1050     kg/cm2.    La température     au-          dessus    de laquelle ces alliages deviennent suffisam  ment ductiles pour être travaillés (température de  transition de cassant à ductile) est égale ou inférieure  à celle du tungstène pur.

   La haute résistance à la  rupture et la température de recristallisation élevée  constatée dans les alliages     tungstène-hafnium-carbone     sont dues à la formation, au cours de la fabrication,    de carbure de hafnium     uniformément    dispersé, dont  les particules ont un diamètre compris entre 200 et  1000     angstroms.    L'amélioration des propriétés ré  sulte à la fois de la constitution chimique de l'alliage  et de l'état d'agrégation de ses constituants . Il est       propable    que la transformation du hafnium au cours  de la fabrication produise des particules de dimen  sions indiquées ci-dessus, dispersées dans toute la  masse.

      <I>Exemple 1</I>  Du carbone et du tungstène élémentaires en pou  dre sont mélangés avec de l'hydrure de hafnium, de  façon à obtenir un mélange uniforme que l'on sou  met ensuite à une pression d'environ 3500     kg/cm2     pour former une billette. La billette est ensuite frittée  à 23000 C environ, pendant une durée approximative  de 90 minutes pour assurer la diffusion complète des  différents constituants, ce qui conduit à une solution  solide de hafnium dans le tungstène, le carbone se  trouvant partiellement sous forme de carbure de haf  nium et partiellement sous forme de solution solide  de carbone dans le tungstène.  



  La billette est ensuite laminée, d'abord à une  température comprise entre 1850 et 19500 C, puis  finalement à une température de 15500 C, en feuil  les ayant une épaisseur de 0,1 mm environ. Bien que  l'on ait utilisé un procédé de métallurgie des poudres  pour fabriquer ces feuilles, il est évidemment possi  ble de préparer ces alliages par d'autres procédés,       comme,    par exemple, la     fusion    à l'arc sous vide.

   De  même, la transformation mécanique peut être obte  nue par d'autres techniques telles que: l'extrusion, le  forgeage, l'étirage, pour produire la pièce de forme  désirée.     Les    mesures de résistance à la rupture de      température de     recristallisation    et de température de  transition cassant à ductile, ont été exécutées sur un  grand nombre d'alliages.  



  La température de     recristallisation    est estimée en       déterminant    à quelle température la structure fibreu  se de     l'alliage        corroyé    disparaît complètement, fai  sant place à une recristallisation complète. La tem  pérature de transition cassant à ductile est mesurée    en pliant une éprouvette corroyée avec un rayon de  pliage égal à quatre fois l'épaisseur de la feuille jus  qu'à un angle de     105o,    à différentes températures et  en     déterminant    la température minimum à laquelle la  déformation peut se produire sans criques.

   Les ca  ractéristiques des     alliages    corroyés de tungstène-     af-          nium-carbone    de différentes compositions sont don  nées dans le tableau 1 ci-dessous.  
EMI0002.0011     
  
    <I>Tableau <SEP> 1</I>
<tb>  Composition <SEP> alliage <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Température <SEP> de <SEP> Température <SEP> de
<tb>  <I>( /o <SEP> en</I> <SEP> poids) <SEP> rupture <SEP> à <SEP> 1650  <SEP> C <SEP> recristallisation <SEP> transition
<tb>  Hf <SEP> c <SEP> w <SEP> (kgiCm2) <SEP> c  <SEP> c) <SEP> (  <SEP> C)
<tb>  0,01 <SEP> 0,013 <SEP> 1760 <SEP> - <SEP>   0,03 <SEP> 0,017 <SEP>   <SEP> 4340 <SEP> 1700 <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 175
<tb>  0
<tb>  0,24 <SEP> 0,004 <SEP> 5180 <SEP> 1900 <SEP>   0,53 <SEP> 0,033 <SEP> 4760 <SEP> 1800 <SEP> G125
<tb>  0,48 <SEP> 0,

  037 <SEP> 4650 <SEP> - <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 175
<tb>  0,49 <SEP> 0,050 <SEP> 4320 <SEP> - <SEP> 175
<tb>  0
<tb>  <B>1</B>,07 <SEP> 0,0<B><I>1</I></B>5 <SEP> U <SEP> 4820 <SEP> 1850 <SEP> >150
<tb>  2,0 <SEP> 0,015 <SEP> 4070 <SEP> - <SEP> -            L'alliage    à     0,48        %        de        Hf        et        0,

  037        %        de        C        pos-          sède    encore une résistance à la rupture de 2110 kg/       cm2    après 10     n    de chauffage à     1650o    C.  



  A titre de comparaison, les chiffres suivants sont  obtenus pour le tungstène non allié.  
EMI0002.0027     
  
    - <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> à <SEP> 16500 <SEP> C <SEP> . <SEP> 1050 <SEP> kg/cm2
<tb>  - <SEP> température <SEP> de <SEP> recristallisation <SEP> . <SEP> 1600 <SEP> C
<tb>  - <SEP> température <SEP> de <SEP> transition <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 200() <SEP> C       Les alliages à base de tungstène contenant de       0,15    à 1     @%        de        hafnium        et        de        0,015    à     0,35        %        de     carbone sont ceux qui possèdent les meilleures pro  priétés combinées de résistance à la rupture, de tem  pérature de recristallisation, de température de tran  sition et de facilité de     fabrication.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Alliage à base de tungstène contenant de 0,004 à 0,05 % de carbone et de 0,01 à 2,% de hafnium. SOUS-REVENDICATIONS 1. Alliage selon la revendication, contenant des particules de carbure de hafnium de dimensions com prises entre 200 et 1000 angstroms, dispersées de fa çon uniforme dans toute la masse. 2.

   Alliage selon la revendication ou la sous-reven- dication 1, contenant de 0,015 à 0,035 % de carbone et de 0,15 à 1,% de hafnium.