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Alliages légers à iaute résistance.
La présente invention a trait à des alliages légers d'alumi- nium dans lesquels le cuivre, le nickel, le magnésium et le chrome jouent le rôle des constituants d'addition à l'aluminium et aux im- puretés y contenues (fer, silicium, alumine).,
Ces alliages complexes sont caractérisés, en premier lieu, par leur très haute charge de rupture R, leur coefficient d'allongement élevé A ainsi que par leur limite apparente d'élasticité Eo
En second lieu, ce qui les caractérise des alliages connus jusqu'à ce jour, (par exemple ceux à base d'aluminium, cuivre, magné- sium, manganèse) c'est, du fait de la présence du nickel, leurs tres
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grandes facilités de Lro.I1s.col'lllD.'Lion pei'ttietLant le forgeage, le ma- triçage, le laminage, le tréfilage avec la plus grande facilité,
c'est-à-dire sans avoir à craindre des -rebuts aussi nombreux qu'avec
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les alliages connusjusqu'à cejour.
On peut obtenir toute une gamme d'alliages suivant la propor- tion des éléments constitutifs de l'alliage.,
Un alliage qui s'est révélé excellent aux essais est constitué selon la composition suivante: aluminium 94,85 %
Cuivre 3,40 %
Nickel 0,50 %
Chrome 0,50 %
Magnésium 0,75 %
Toutefois, les tolérances sur les proportions des constituants sont les suivantes:
Cuivre 1,50 à 5,00 %
Nickel 0,25 à 2,50 %
Chrome Or'25 à 1,50
Magnésium 0,25 à 2,00%
Pour la fabrication de ces alliages on peut former tout d'a- bord un alliage-mère contenant tous les constituants d'addition = Cu, Ni, Cr, sauf le magnésium, cet alliage-mère devant être intro- duit dans le bain d'aluminium à traiter en proportion judicieuse, ain si que le magnésium nécessaireo
L'ordre de mélange des constituants.
de l'alliage-mère est du reste indifférent, l'essentiel étant que les températures successi- ves nécessaires à l'introduction de chacun des constituants soient réalisées en vue d'un parfait mélange,
Au lieu d'employer un alliage-mure, on peut former l'alliage cherché en employant des alliages binaires de chacun des métaux d'addition, c'est-à-dire alumino-cuivre, alumino-nickel, alumino- chrome.
Quant au magnésium, il est introduit en fin d'opération, avait coulée, soit à l'état de métal pur, soit à l'état d'alliage binais : alumino-magnésium, en vue d'éviter des pertes et remontées de métal
On pourra employer un aluminium du commerce dit de troisieme catégorie, titrant 98-99%, c'est-à-dire dans lequel le total de fer
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et de silicium est inférieur & 2%, le silicium entrant pour 0,4% environo
Toutefois, les résultats seraient améliores en employant un aluminium Litrant eatre 99 et 99,@ @, soit de deuxième catégorie.
Un alliage léger ayant la constLLuLion définie plus haut et obtenu avec de l'aluminium 98-99 adonnera des caractéristiques moyennes E, R, A nettement supérieures à celles des alliages usuels.
Toutefoisy ces caractéristiques seront fortement améliorées en faisant subir à l'alliage un traitement thermique approprié con- sistant, à la manière connue, en un rec,iit dans un bain de sel à 5000 environ (475 à 500 )- Azotate de soude, azotate de potasse- suivi d'une trempe à l'eau et d'un vieillissement, ou plus exactement mûrissement de 8 à 10 jours améliorant encore les caractéristiques du métal.
Dans ces conditions, on a trouvé, lors des essais mécaniques, effectués sur des éprouvettes de métal ainsi traité, forgées, matri- cées ou laminées, les caractéristiques moyennes de:
Limite apparente d'élasticité E = 27
Charge de rupture R = 45
Coefficient d'allongement A = 20 %
Il y a lieu d'insister particulièrement sur le rôle du nickel qui donne à l'alliage ses grandes facilités de transformation} sans crainte de rebuts, le tréfilage s'opérant en particulier avec la plus grande facilité.
Il va, du reste, sans dire, que toutes modifications de détail pourront, être apportées à l'invention et qu'en particulier, la pro- portion des constituants pourra varier, selon que le métal doit ê- tre utilisé soit fondu, soit matricé ou laminé.
Ce même métal fondu en coquille donne, brut de coquille, et sans aucun traitement; le;; caractéristique moyennes ci-après:
Limite apparente d'élasticité E = 14 à 16
Charge de rupture R = 19 à 24
Coefficient d'allongement A = 5 à 8%
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High strength light alloys.
The present invention relates to light alloys of aluminum in which copper, nickel, magnesium and chromium act as additive constituents to aluminum and to the impurities contained therein (iron, silicon. , alumina).,
These complex alloys are characterized, first of all, by their very high breaking load R, their high elongation coefficient A as well as by their apparent limit of elasticity Eo
Secondly, what characterizes them from the alloys known to date (for example those based on aluminum, copper, magnesium, manganese) is, because of the presence of nickel, their very
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great facilities of Lro.I1s.col'lllD.'Lion pei'ttietLant forging, molding, rolling, drawing with the greatest facility,
that is to say without having to fear such numerous rejections as with
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the alloys known to date.
A whole range of alloys can be obtained depending on the proportion of the constituent elements of the alloy.
An alloy which has proved to be excellent in the tests is made according to the following composition: aluminum 94.85%
Copper 3.40%
Nickel 0.50%
Chromium 0.50%
Magnesium 0.75%
However, the tolerances on the proportions of the constituents are as follows:
Copper 1.50 to 5.00%
Nickel 0.25 to 2.50%
Chrome Or'25 to 1.50
Magnesium 0.25 to 2.00%
For the manufacture of these alloys, it is possible to form first of all a master alloy containing all the addition constituents = Cu, Ni, Cr, except magnesium, this master alloy having to be introduced into the bath of 'aluminum to be treated in a judicious proportion, so that the necessary magnesium
The order of mixing the constituents.
of the parent alloy is irrelevant, the main thing being that the successive temperatures necessary for the introduction of each of the constituents are carried out with a view to perfect mixing,
Instead of employing a ripe alloy, the desired alloy can be formed by employing binary alloys of each of the addition metals, ie alumino-copper, alumino-nickel, alumino-chromium.
As for the magnesium, it is introduced at the end of the operation, had poured, either in the state of pure metal, or in the state of a binais alloy: alumino-magnesium, in order to avoid losses and rise of metal.
We can use a commercial aluminum called third category, grading 98-99%, that is to say in which the total iron
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and silicon is less than & 2%, silicon entering for about 0.4%
However, the results would be improved by using a Litrant eatre 99 and 99, @ @, or second grade aluminum.
A light alloy having the construction defined above and obtained with aluminum 98-99 will give average characteristics E, R, A markedly superior to those of the usual alloys.
However, these characteristics will be greatly improved by subjecting the alloy to an appropriate heat treatment consisting, in the known manner, of a reaction in a salt bath at about 5000 (475 to 500) - Soda nitrogen, nitrogen nitrogen. of potash - followed by water quenching and aging, or more precisely 8 to 10 day maturation, further improving the characteristics of the metal.
Under these conditions, we found, during mechanical tests, carried out on specimens of metal thus treated, forged, stamped or rolled, the average characteristics of:
Apparent yield strength E = 27
Breaking load R = 45
Elongation coefficient A = 20%
Particular emphasis should be placed on the role of nickel, which gives the alloy its great processing facilities without fear of scrap, the drawing being carried out in particular with the greatest ease.
It goes, moreover, without saying, that any modifications of detail may be made to the invention and that in particular the proportion of the constituents may vary, depending on whether the metal is to be used either molten or stamped or rolled.
This same metal melted in shell gives, raw shell, and without any treatment; the;; average characteristics below:
Apparent yield strength E = 14 to 16
Breaking load R = 19 to 24
Elongation coefficient A = 5 to 8%