CH655739A5 - PROCESS FOR HARDENING FERROUS ALLOYS IN AQUEOUS MEDIA. - Google Patents

PROCESS FOR HARDENING FERROUS ALLOYS IN AQUEOUS MEDIA. Download PDF

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CH655739A5
CH655739A5 CH6657/83A CH665783A CH655739A5 CH 655739 A5 CH655739 A5 CH 655739A5 CH 6657/83 A CH6657/83 A CH 6657/83A CH 665783 A CH665783 A CH 665783A CH 655739 A5 CH655739 A5 CH 655739A5
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CH
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quenching
water
quenching medium
adjuvant
per liter
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CH6657/83A
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French (fr)
Inventor
Francois Moreaux
Jean-Michel Naud
Gerard Beck
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Ugine Kuhlmann
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60Aqueous agents

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Description

La présente invention concerne un procédé de trempe en milieu aqueux pour des alliages ferreux et, plus particulièrement, pour des aciers au carbone et des aciers alliés et faiblement alliés. The present invention relates to a quenching process in an aqueous medium for ferrous alloys and, more particularly, for carbon steels and alloyed and low-alloyed steels.

Il est connu que les caractéristiques mécaniques optimales des aciers ne sont obtenues qu'après un chauffage à température élevée suivi d'une trempe. La vitesse et les conditions de refroidissement de l'acier, au cours de la trempe, ont une influence déterminante sur les propriétés mécaniques. Si ces conditions ne sont pas respectées, il peut en résulter, en outre, des déformations et même des tapures des pièces trempées. It is known that the optimal mechanical characteristics of steels are only obtained after heating at high temperature followed by quenching. The speed and conditions of cooling of the steel during quenching have a decisive influence on the mechanical properties. If these conditions are not met, it may also result in deformations and even sparking of the hardened parts.

La trempe est généralement effectuée dans un milieu liquide ou fluide. Le milieu liquide, selon la vitesse de refroidissement désirée, peut être du type aqueux, huileux ou igné (sel fondu). The quenching is generally carried out in a liquid or fluid medium. The liquid medium, depending on the desired cooling rate, can be of the aqueous, oily or igneous type (molten salt).

La théorie et la pratique de la trempe des aciers sont exposées, par exemple, dans le chapitre «Quenching of Steel», pp. 15 à 36, t. 2, du «Metals Handbook», 8e édition, édité par American Society of Metals. The theory and practice of quenching steels are discussed, for example, in the chapter "Quenching of Steel", pp. 15 to 36, t. 2, of the "Metals Handbook", 8th edition, published by American Society of Metals.

Lorsqu'une pièce en acier, préalablement portée à température élevée, par exemple 850" C, est trempée dans un liquide à une température sensiblement inférieure, le refroidissement s'effectue en trois stades bien distincts : When a steel part, previously brought to a high temperature, for example 850 "C, is soaked in a liquid at a substantially lower temperature, the cooling takes place in three very distinct stages:

— Le premier stade, qui correspond à l'intervalle de température de 850 à environ 500" C, correspond à la caléfaction. La pièce est entourée d'une gaine de vapeur qui l'isole du liquide et ralentit le refroidissement. - The first stage, which corresponds to the temperature range from 850 to about 500 "C, corresponds to the heat build-up. The part is surrounded by a vapor sheath which isolates it from the liquid and slows down the cooling.

— Le second stade, qui correspond approximativement à l'intervalle de température d'environ 500 à environ 350e C, dans le cas d'une huile de trempe, correspond à l'ébullition nucléée, c'est-à-dire - The second stage, which corresponds approximately to the temperature range of approximately 500 to approximately 350 ° C., in the case of a quenching oil, corresponds to the nucleated boiling, that is to say

à l'apparition de bulles de vapeur sur un grand nombre de points de la pièce. the appearance of steam bubbles at a large number of points in the room.

— Enfin, le troisième stade correspond à un refroidissement par conduction et convection, grâce au contact direct avec le liquide de trempe. Ce stade peut commencer dès 350: C dans le cas d'un milieu aqueux. - Finally, the third stage corresponds to cooling by conduction and convection, thanks to direct contact with the quenching liquid. This stage can start from 350: C in the case of an aqueous medium.

L'utilisation des huiles de trempe conduit, de façon générale, à des résultats satisfaisants en ce qui concerne les caractéristiques des pièces trempées. Mais il est bien connu que, dans la pratique industrielle, l'utilisation des huiles de trempe entraîne des inconvénients et des servitudes tels que: la souillure des ateliers, la pollution de l'environnement, les odeurs parfois désagréables, les risques d'inflammation, la nécessité de préchauffer les bacs à huile, de dégraisser les pièces trempées, etc. The use of quenching oils generally leads to satisfactory results as regards the characteristics of the quenched parts. But it is well known that, in industrial practice, the use of quenching oils involves drawbacks and servitudes such as: soiled workshops, environmental pollution, sometimes unpleasant odors, risks of ignition , the need to preheat the oil tanks, degrease the hardened parts, etc.

Pour ces diverses raisons, on a cherché, depuis de nombreuses années, à mettre au point des milieux de trempe aqueux qui ne souffriraient pas de ces inconvénients et assureraient aux pièces trempées des caractéristiques mécaniques sensiblement identiques à celles que l'on obtient par trempe à huile. L'augmentation du prix des produits pétroliers a amplifié ces efforts de recherches. For these various reasons, attempts have been made for many years to develop aqueous quenching media which would not suffer from these drawbacks and would provide quenched parts with mechanical characteristics substantially identical to those obtained by quenching. oil. The increase in the price of petroleum products has amplified these research efforts.

Dès 1960, dans une notice commerciale, la société Wyandotte Chemical Co. préconisait l'emploi de polyoxyalkylèneglycols comme additifs aux milieux de trempe à l'eau. Le produit, désigné par la marque déposée Pluracol V 10, avait une masse moléculaire de 25000 à 35000. As early as 1960, in a commercial notice, the company Wyandotte Chemical Co. recommended the use of polyoxyalkylene glycols as additives to water quenching media. The product, designated by the registered trademark Pluracol V 10, had a molecular weight of 25,000 to 35,000.

Dans le «Metal Handbook» précédemment cité, on signale que l'addition de 0,01% d'alcool polyvinylique dans l'eau de trempe augmente sensiblement la vitesse de refroidissement pendant la phase de caléfaction. In the previously mentioned “Metal Handbook”, it is pointed out that the addition of 0.01% of polyvinyl alcohol to the quenching water appreciably increases the cooling rate during the heating phase.

Dans le brevet français FR-A N° 1384244 (= US N° 3220893), d'Union Carbide, on a décrit des milieux aqueux à base de polyalky-lèneglycols additionnés d'agents anticorrosifs tels que les nitrites ou les borates. In French patent FR-A No. 1384244 (= US No. 3220893), from Union Carbide, aqueous media based on polyalkylene glycols added with anticorrosive agents such as nitrites or borates have been described.

Dans le brevet français R N° 1525603 au nom de BASF, AG, on préconise l'addition d'un polymère hydrosoluble, contenant des groupes (—CO—NH—) à une teneur comprise entre 0,1 et 1% en poids. In French patent R No. 1525603 in the name of BASF, AG, the addition of a water-soluble polymer containing groups (—CO — NH—) is recommended at a content of between 0.1 and 1% by weight.

Dans la demande de brevet allemand DE N° 2349225, on procède à une addition de 0,4 à 10% en poids d'un sel d'acide poly-acrylique dans de l'eau. In German patent application DE No. 2349225, 0.4 to 10% by weight of a salt of poly-acrylic acid in water is added.

Dans le brevet français FR N° 2316336 (=US N° 4087290) au nom de Houghton & Co., l'additif est également un sel hydrosoluble d'acide polyacrylique. In French patent FR No. 2316336 (= US No. 4087290) in the name of Houghton & Co., the additive is also a water-soluble salt of polyacrylic acid.

Enfin, dans le brevet US N° 3902929, assigné à Park Chemical Company, on préconise l'utilisation de polyvinylpyrrolidone, de masse moléculaire moyenne comprise entre 5000 et 400 000, avec addition de nitrite et/ou de borax (Na2B407) comme agent anticorrosif. Finally, in US Pat. No. 3902929, assigned to Park Chemical Company, the use of polyvinylpyrrolidone, of average molecular weight between 5,000 and 400,000, with the addition of nitrite and / or borax (Na2B407) is recommended. .

Cependant, il ne semble pas que les diverses formulations décrites dans l'art antérieur aient conduit, dans la pratique industrielle, à des résultats identiques, ou tout au moins comparables, à ceux que procure la trempe à l'huile. However, it does not appear that the various formulations described in the prior art have led, in industrial practice, to identical results, or at least comparable, to those obtained by oil quenching.

En effet, dans les milieux aqueux, on rencontre trois difficultés majeures: In fact, in aqueous media, we encounter three major difficulties:

— l'instabilité et la non-reproductibilité du régime de caléfaction et de la transition avec l'ébullition nucléée, - the instability and the non-reproducibility of the caléfaction regime and of the transition to nucleated boiling,

— la position, aux environ de 100" C (ébullition de l'eau) de la transition entre le régime d'ébullition nucléée et le régime de convection, - the position, at around 100 "C (boiling water) of the transition between the nucleated boiling regime and the convection regime,

— la vitesse de convection relativement basse en dessous de 100 C. - the relatively low convection speed below 100 C.

Le milieu idéal de trempe aqueuse pour des alliages ferreux devrait permettre de stabiliser- et éventuellement de supprimer totalement — le régime de caléfaction, et d'amener aux environs de 330 à 350 C le point de transition dit 62 entre le régime d'ébullition nucléée et le régime de convection, la température de 350" C correspondant, en moyenne, au point dit Ms qui marque le début de la transformation martensitique. Quant au point dit 0ls qui correspond The ideal aqueous quenching medium for ferrous alloys should make it possible to stabilize - and possibly completely eliminate - the heat-up regime, and to bring the transition point known as 62 between the nucleated boiling regime to around 330 to 350 C. and the convection regime, the temperature of 350 "C corresponding, on average, to the point known as Ms which marks the beginning of the martensitic transformation. As to the point known as 0ls which corresponds

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

655739 655739

à la température de transition entre le régime de caléfaction — at the transition temperature between the caléfaction regime -

quand il existe — et le régime d'ébullition nucléée, il peut se situer entre 450 et 700 C, selon le type d'huile considéré. when it exists - and the nucleated boiling regime, it can be between 450 and 700 C, depending on the type of oil considered.

L'objet de la présente invention est un procédé de trempe en milieu aqueux qui permet de reproduire les résultats obtenus par trempe à l'huile, et même d'aller au-delà, puisqu'il supprime la phase caléfaction et remonte la température 02 jusqu'à 350e C. The object of the present invention is a quenching process in an aqueous medium which makes it possible to reproduce the results obtained by quenching in oil, and even to go beyond it, since it eliminates the calefaction phase and raises the temperature 02 up to 350th C.

A cet effet, ce procédé présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1. To this end, this process has the characteristics specified in claim 1.

De préférence, la polyvinylpyrrolidone doit avoir une masse moléculaire moyenne au moins égale à 400 000 et, pour obtenir les meilleurs résultats, comprise entre 500 000 et 1 000 000. Preferably, the polyvinylpyrrolidone must have an average molecular mass at least equal to 400,000 and, for best results, of between 500,000 and 1,000,000.

La concentration optimale en PVP est comprise entre 5 et 50 g par litre d'eau et, de préférence, entre 10 et 35 g. L'adjuvant de précipitation peut être choisi dans une large gamme de substances provoquant, au contact des pièces trempées, au moment de leur introduction dans le milieu de trempe, une précipitation réversible de la PVP, le mot réversible signifiant que, lorsque la pièce trempée s'est mise en équilibre thermique avec le milieu de trempe, la couche de PVP, qui a précipité à chaud, est entièrement redissoute. Il est à noter que ce phénomène est propre à la PVP et n'est pas de même nature que la solubilité inversée que l'on rencontre dans le cas de polymères hydrosolubles possédant, dans leur structure moléculaire, des ponts d'oxygène sur lesquels une molécule d'eau peut se fixer de façon réversible en fonction de la température. The optimum concentration of PVP is between 5 and 50 g per liter of water and, preferably, between 10 and 35 g. The precipitation aid can be chosen from a wide range of substances causing, upon contact with the quenched parts, at the time of their introduction into the quenching medium, a reversible precipitation of the PVP, the word reversible meaning that when the quenched part is in thermal equilibrium with the quenching medium, the PVP layer, which precipitated when hot, is completely redissolved. It should be noted that this phenomenon is specific to PVP and is not of the same nature as the inverted solubility which is encountered in the case of water-soluble polymers having, in their molecular structure, oxygen bridges on which a water molecule can be set reversibly depending on the temperature.

Les adjuvants provoquant la précipitation de la PVP ont été étudiés sur le plan théorique, notamment dans les articles de B. Jir-gensons: «Solubility and fractionation of PVP», «Journal of Polymers Science», 1952, 8, N° 5, pp. 519-527, et de J. Elissaf S. Ericks-son and F.R. Eirich, «Journal of Polymers Science», 1960,17, pp. 193-202 («Interaction of PVP with cosolutes»). Ces adjuvants de précipitation réversible peuvent être soit des solvants organiques hydrosolubles, tels que les cétones ou des alcools, ou des sels minéraux et, particulièrement, des sels de sodium tels que chlorure, sulfate, Perchlorate, thiocyanate, borax, disphosphate, hydroxyde, ou des sels d'ammonium tels que le sulfate. Parmi ces adjuvants, le chlorure de sodium et le sulfate disodique Na2S04 se sont montrés particulièrement adaptés à la mise en œuvre de l'invention, à une concentration de 50 à 150 g par litre dans le cas du NaCl, et à une concentration comprise entre 5 et 50 et, de préférence, entre 5 et 10 g par litre d'eau, dans le cas de Na2S04. L'agitation qui est nécessaire pour obtenir les caractéristiques optimales du milieu de trempe peut être constituée par un dispositif de circulation avec, par exemple, prélèvement et réinjection du liquide en deux points opposés du récipient. Des agitations plus énergiques — par exemple par injection du fluide de trempe sous une pression de quelques bars — conviennent également. The adjuvants causing the precipitation of PVP have been studied on a theoretical level, in particular in the articles by B. Jir-gensons: "Solubility and fractionation of PVP", "Journal of Polymers Science", 1952, 8, N ° 5, pp. 519-527, and by J. Elissaf S. Ericks-son and F.R. Eirich, "Journal of Polymers Science", 1960,17, pp. 193-202 ("Interaction of PVP with cosolutes"). These reversible precipitation adjuvants can be either water-soluble organic solvents, such as ketones or alcohols, or mineral salts and, in particular, sodium salts such as chloride, sulfate, perchlorate, thiocyanate, borax, disphosphate, hydroxide, or ammonium salts such as sulfate. Among these adjuvants, sodium chloride and disodium sulphate Na2SO4 have been shown to be particularly suitable for implementing the invention, at a concentration of 50 to 150 g per liter in the case of NaCl, and at a concentration of between 5 and 50 and preferably between 5 and 10 g per liter of water, in the case of Na2SO4. The agitation which is necessary to obtain the optimum characteristics of the quenching medium can be constituted by a circulation device with, for example, withdrawal and reinjection of the liquid at two opposite points of the container. More vigorous stirring - for example by injecting the quenching fluid under a pressure of a few bars - is also suitable.

L'invention a été mise en œuvre dans les conditions suivantes: on a trempé des éprouvettes d'acier de 20 et 35 mm de diamètre et de respectivement 60 et 105 mm de hauteur (préalablement chauffées à 850e C pendant 20 min) dans un bac contenant 15 1 de milieu de trempe aqueux, selon l'invention, agité par recirculation. The invention was implemented under the following conditions: steel specimens of 20 and 35 mm in diameter and 60 and 105 mm in height (previously heated at 850 ° C. for 20 min) were soaked in a tank containing 15 l of aqueous quenching medium, according to the invention, stirred by recirculation.

Les essais ont été effectués sur des aciers ayant la composition chimique suivante: The tests were carried out on steels having the following chemical composition:

Désignation Designation

C% VS%

Cr % Cr%

Mo % MB%

35 CD4 35 CD4

0,37 0.37

0,99 0.99

0,17 0.17

37 C4 37 C4

0,37 0.37

1,0 1.0

-

42 CD4 42 CD4

0,40 0.40

1,04 1.04

0,185 0.185

Pour chaque essai, on a enregistré, au moyen d'un thermocouple placé dans l'échantillon, la variation de température en fonction du temps, et on a noté la température des points 9j de transition entre la caléfaction et l'ébullition nucléée, et ô2 de transition entre l'ébulli-5 tion nucléée et la convection. Lorsque Qj est à 850° C, cela montre qu'il n'y a pas de caléfaction. For each test, the temperature variation as a function of time was recorded by means of a thermocouple placed in the sample, and the temperature of the transition points 9j between the calefaction and the nucleated boiling was noted, and ô2 transition between nucleated boiling and convection. When Qj is at 850 ° C, this shows that there is no calefaction.

Les tableaux 1 et 2 donnent les résultats de ces essais, le tableau 1 étant comparatif, le tableau 2 étant relatif à l'invention. Les fig. 1 à 5 montrent les résultats des mesures de dureté Vickers (HV30) sur la io section transversale des éprouvettes tronçonnées sans échauffement, à mi-hauteur, selon un plan perpendiculaire à leur axe. Tables 1 and 2 give the results of these tests, Table 1 being comparative, Table 2 relating to the invention. Figs. 1 to 5 show the results of the Vickers hardness measurements (HV30) on the cross-section of the cut-off specimens without heating, at mid-height, along a plane perpendicular to their axis.

La fig. 1 se rapporte à un acier 37C4 de 35 mm de diamètre. Fig. 1 relates to a 37C4 steel 35 mm in diameter.

La fig. 2 se rapporte à un acier 37C4 de 20 mm de diamètre. Fig. 2 refers to a 37C4 steel 20 mm in diameter.

La fig. 3 se rapporte à un acier 42CD4 de 40 mm de diamètre. 15 La fig. 4 se rapporte à un acier 35CD4 de 20 mm de diamètre. Fig. 3 relates to a 42CD4 steel 40 mm in diameter. 15 Fig. 4 refers to 35CD4 steel 20 mm in diameter.

La fig, 5 se rapporte à un acier 35CD4 de 35 mm de diamètre. Fig. 5 relates to 35CD4 steel 35 mm in diameter.

TABLEAU 1 — Essais comparatifs TABLE 1 - Comparative tests

20 20

30 30

35 35

Milieu de trempe et conditions e^c e2°c Quenching medium and conditions e ^ c e2 ° c

Eau entre 20 et 80° C Water between 20 and 80 ° C

aléatoire random

100° c 100 ° c

Huile de trempe classique à 50° C, non agitée Classic quenching oil at 50 ° C, not stirred

480 480

350 350

Huile de trempe à hautes performances, à 50° C, non agitée High performance quench oil, 50 ° C, unstirred

655 655

350 350

Additifs pour trempe à l'eau actuellement dans le commerce, à 20° C Additives for water quenching currently on the market, at 20 ° C

aléatoire random

100 à 100 to

200° C 200 ° C

PVP + eau à 20° C sans agitation 5 g/1 PVP + water at 20 ° C without stirring 5 g / 1

10 g/1 15 g/1 20 g/1 35 g/1 50 g/1 10 g / 1 15 g / 1 20 g / 1 35 g / 1 50 g / 1

325 325 300 310 300 300 325 325 300 310 300 300

100 125 125 140 140 140 100 125 125 140 140 140

PVP + eau à 20° C agitation 5 g/1 par recirculation 10 g/1 PVP + water at 20 ° C stirring 5 g / 1 by recirculation 10 g / 1

15 g/1 20 g/1 35 g/1 50 g/1 15 g / 1 20 g / 1 35 g / 1 50 g / 1

625 600 340 340 320 320 625 600 340 340 320 320

100 130 125 160 160 160 100 130 125 160 160 160

Le milieu de trempe a été obtenu à partir de PVP-K 90 de la Société Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF); cette PVP a, selon le fournisseur, une masse moléculaire moyenne d'environ 700000. The quenching medium was obtained from PVP-K 90 from the company Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF); according to the supplier, this PVP has an average molecular weight of around 700,000.

On a fait varier la concentration en PVP entre 5 et 50 g/1, la concentration en Na2S04 entre 5 et 30 g/1 et la concentration en NaCl entre 50 et 200 g/1. The PVP concentration was varied between 5 and 50 g / l, the Na2SO4 concentration between 5 and 30 g / l and the NaCl concentration between 50 and 200 g / l.

TABLEAU 2 — Mise en œuvre de l'invention TABLE 2 - Implementation of the invention

Milieu de trempe et conditions e^c e2°c Quenching medium and conditions e ^ c e2 ° c

PVP + H20, 15 g/1 Agitation par recirculation 20: C PVP + H20, 15 g / 1 Agitation by recirculation 20: C

NaClen g/1 50 100 150 200 NaClen g / 1 50 100 150 200

850 850 850 850 850 850 850 850

355 350 130 130 355 350 130 130

PVP + H20, 15 g/1 Agitation par recirculation 20e C PVP + H2O, 15 g / 1 Agitation by recirculation 20th C

Na2S04 g/1 5 Na2S04 g / 1 5

10 20 30 10 20 30

850 850 850 850 850 850 850 850

330 330 325 325 330 330 325 325

Concentration en Na2S04 constante et égale à 5 g/1 Constant Na2SO4 concentration equal to 5 g / 1

Agitation par recirculation 20° C Recirculation agitation 20 ° C

Teneur en PVP g/1 15 20 30 35 PVP content g / 1 15 20 30 35

850 850 850 850 850 850 850 850

330 340 350 380 330 340 350 380

Concentration en Na2S04 constante et égale à 10 g/1 Constant concentration of Na2SO4 equal to 10 g / 1

Agitation par recirculation 20 ' C Recirculation agitation 20 'C

35 40 50 35 40 50

850 850 725 850 850 725

350 300 300 350 300 300

On constate que le milieu de trempe, objet de l'invention, donne des résultats thermiques équivalents à ceux des meilleures huiles actuellement connues et, en particulier, supprime la caléfaction (ce qui It is found that the quenching medium, which is the subject of the invention, gives thermal results equivalent to those of the best oils currently known and, in particular, eliminates the heat build-up (which

655 739 655,739

4 4

n'est pas le cas des huiles) et remonte le point 02 à 350 C (et même un peu au-delà dans le meilleur cas). is not the case for oils) and goes back to point 02 at 350 C (and even a little more in the best case).

Les concentrations optimales se situent aux environs de 15 g. 1 pour la PVP, de 50 à 100 g l pour le NaCl, de 5 à 10 g/1 pour le Na2S04. s Optimal concentrations are around 15 g. 1 for PVP, 50 to 100 g l for NaCl, 5 to 10 g / 1 for Na2SO4. s

Les essais mécaniques, dont les résultats sont donnés sur les fig. 1 à 5, ont été obtenus avec un milieu de trempe à 20 C, agité par recirculation et constitué par: Mechanical tests, the results of which are given in figs. 1 to 5, were obtained with a quenching medium at 20 ° C., stirred by recirculation and consisting of:

— de l'eau pure à 20 C (courbe N° 1), - pure water at 20 C (curve N ° 1),

— de l'huile à 50 C (courbe N° 2); io à titre de comparaison, - oil at 50 C (curve N ° 2); io for comparison,

— deux milieux aqueux selon l'invention avec: - two aqueous media according to the invention with:

• 12,5 g/1 de PVP + 5 g/l'Na2S04 à 20" C (courbe N° 3) • 12.5 g / 1 PVP + 5 g / Na2SO4 at 20 "C (curve N ° 3)

■ 35 g/1 de PVP + 5 g/1 Na2S04 à 20 C (courbe N° 4). ■ 35 g / 1 PVP + 5 g / 1 Na2SO4 at 20 C (curve N ° 4).

Il apparaît clairement que: is It is clear that: is

I ) L'eau et l'huile donnent des profils de dureté, sur la section de l'éprouvette, dits en «U», car ils montrent une dépression au cœur, due à une mauvaise transmission du flux thermique entre !e cœur de l'éprouvette et le milieu de trempe. I) The water and the oil give hardness profiles, on the section of the test piece, called “U”, because they show a depression in the heart, due to poor transmission of the heat flux between the heart of the test tube and the quenching medium.

2) Le milieu de trempe, selon l'invention, donne des profils de dureté pratiquement plats, résultats qu'aucun milieu aqueux de trempe actuellement connu ne peut fournir ou même approcher. En outre, il est important de souligner que ce profil plat est obtenu sans aucune altération de la dureté globale qui reste, selon les cas, équivalente à celui que donne l'eau pure (PVP à 12,5 g. l) ou l'huile (PVP à 35 g l). 2) The quenching medium according to the invention gives practically flat hardness profiles, results which no aqueous quenching medium currently known can provide or even approach. In addition, it is important to emphasize that this flat profile is obtained without any alteration of the overall hardness which remains, depending on the case, equivalent to that given by pure water (PVP at 12.5 g. L) or the oil (PVP at 35 gl).

Enfin, les milieux de trempe selon l'invention présentent les mêmes avantages que tous les milieux aqueux déjà connus, à base de polymères hydrosolubles: absence d'odeur, de risque d'inflammabi-lité, de toxicité, facilité de nettoyage des pièces trempées, biodégra-dabilité des effluents. Finally, the quenching media according to the invention have the same advantages as all the aqueous media already known, based on water-soluble polymers: absence of odor, risk of flammability, toxicity, ease of cleaning of the quenched parts , biodegradability of effluents.

Il peuvent, enfin, comme les autres milieux de trempe aqueux connus, être additionnés d'adjuvants divers anticorrosion ou bioci-des. Finally, like other known aqueous quenching media, they can be supplemented with various anticorrosive or biocidal additives.

R R

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims (8)

655 739655,739 1. Procédé de trempe, dans un milieu aqueux, de pièces en alliage ferreux et notamment en aciers au carbone et en aciers alliés et faiblement alliés, préalablement portées à une température supérieure à 750 C, caractérisé en ce que lesdites pièces sont introduites dans un milieu de trempe constitué par une solution aqueuse de po-lyvinylpyrrolidone, additionnée d'un adjuvant provoquant, à la surface desdites pièces, au moment de leur introduction dans le milieu de trempe, une précipitation réversible de polyvinylpyrroli-done, et en ce que le milieu de trempe est soumis à une agitation. 1. A method of quenching, in an aqueous medium, of ferrous alloy parts and in particular of carbon steels and alloyed and low alloyed steels, previously brought to a temperature above 750 C, characterized in that said parts are introduced into a quenching medium consisting of an aqueous po-lyvinylpyrrolidone solution, added with an adjuvant causing, on the surface of said parts, at the time of their introduction into the quenching medium, a reversible precipitation of polyvinylpyrroli-done, and in that the quenching medium is subjected to stirring. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poly-vinylpyrrolidone a une masse moléculaire moyenne supérieure à 400000 et, de préférence, comprise entre 500000 et 1 000000. 2. Method according to claim 1, characterized in that the poly-vinylpyrrolidone has an average molecular weight greater than 400,000 and, preferably, between 500,000 and 1,000,000. 2 2 REVENDICATIONS 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de trempe comporte de 5 à 50 g et, de préférence, de 10 à 35 g de polyvinylpyrrolidone par litre d'eau. 3. Method according to claim 1, characterized in that the quenching medium comprises from 5 to 50 g and, preferably, from 10 to 35 g of polyvinylpyrrolidone per liter of water. 4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'adjuvant provoquant la précipitation est choisi parmi l'acétone, les alcools, les sels de sodium et les sels d'ammonium hydroso-lubles. 4. Method according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the adjuvant causing precipitation is chosen from acetone, alcohols, sodium salts and hydrosoluble ammonium salts. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'adjuvant provoquant la précipitation est introduit dans le milieu de trempe à une concentration comprise entre 5 et 150 g et, de préférence, entre 50 et 100 g par litre d'eau. 5. Method according to claim 4, characterized in that the adjuvant causing precipitation is introduced into the quenching medium at a concentration between 5 and 150 g and, preferably, between 50 and 100 g per liter of water. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'adjuvant est du chlorure de sodium à une concentration comprise entre 50 et 100 g par litre d'eau. 6. Method according to claim 5, characterized in that the adjuvant is sodium chloride at a concentration between 50 and 100 g per liter of water. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'adjuvant est du sulfate disodique à une concentration comprise entre 5 et 50 g et, de préférence, entre 5 et 10 g par litre d'eau. 7. Method according to claim 5, characterized in that the adjuvant is disodium sulfate at a concentration between 5 and 50 g and, preferably, between 5 and 10 g per liter of water. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la température à laquelle les pièces sont portées, préalablement à leur introduction dans le milieu de trempe, est comprise entre 800 et 950 C. 8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the temperature to which the parts are brought, prior to their introduction into the quenching medium, is between 800 and 950 C.
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