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Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques, en particulier la ténacité, d'aciers au chrôme ferritiques.
Par "aciers au chromo ferritiques", il faut entendre, dans la présente description, des aciers au chrôme qui possèdent une texture purement ferritique.
Pour des alliages de fer et chrôme, purs ou pratique- ment purs, la zone est déjà limitée pour une teneur en chrôme d'environ 14-15%. Si l'on accroît la teneur en carbone de ces aciers, la zone s'étend. Pour un acier avec environ 25% de chrôme, il faut par exemple déjà environ 0,40 % de carbone, pour pouvoir observer, par voie @ thermique ou dilatométrique, le point A3, et par suite atteindre encore certaines propriétés de durcissement.
Au - delà de cette zone des alliages de fer-chrôme-carbone, pouvant être durcis.. se trouve encore la zone des aciers au chrôme purement ferritiques. Ceux-ci se caractérisent par le fait qu'ils ne possèdent aucun point critique, de sorte
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que la matière, chauffée à des températures élevées, montre une texture plus grossière du grain et ne peut pas être régénérée par traitement thermique. En outre de leur résistance extraordinaire à l'oxydation à des températures élevées, ces aciers avec des teneurs élevées en chrôme se distinguent par leur grande résistance à la corrosion.
Il n'était toutefois pas possible jusqu'ici de rendre ces aciers au chromo ferritiques utilisables dans une grande mesure, car leur structure interne réelle- ment complexe - la texture montre, à côté de ferrite de chrôme, d'autres constituants, tels que des carbures, etc .-ne permettait pas d' atteindre des propriétés phy- siques au degré où elles sont nécessaires dans des aciers qui doivent être travaillés par grandes quantités.
La présente invention est basée sur la, constatation que des' aciers au chromo ferritiques peuvent, par un refroi- dissement rapide à partir de températures de 400- 10000 C environ, et de préférence à partir de 650 - 8500 C environ, être débarrassés complètement de la fragilité à froid qui se produit autrement. Cette manière de se comporter des aciers au chrome ferritiques est très surprenante, étant donné que, par exemple, dans des alliages de fer et de silicium, qui présentent également une zone limitée, on obtient des alliages tendres au maximum par un recuit suivi d'un refroidissement pas trop rapide. En ce qui concerne la vitesse de refroidissement après recuit à 400- 10000 C, il suffit dans certains cas d'un refroidisse- ment dans l'air; toutefois, un refroidissement dans l'eau sera toujours préférable.
Le procédé de traitement thermique décrit réussit plus particulièrement pour des tales. C'est ainsi, par exemple, que des tôles avec 0,26% '
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de carbone et-24,5 % de chrôme, apr%s laminage et en parti- culier après le recuit et le refroidissement lent dans le four, présentaient seulement, d'après Erichsen, des valeurs d'étirage à froid de 0, 7 à 3,7 et, après le traitement d'amélioration par refroidissement dans l'eau., présentaient des valeurs correspondantes de 8,5 à 9,5.
La sensibilité à des efforts méchaniques à un endroit entail- lé des tôles ayant subi un tel traitement thermique dis- parait complètement; la ténacité est améliorée dans une mesure telle que morne des tôles avec des défauts superfi- . ciels notables peuvent être sans la moindre difficulté pliées et martelées à froid, ce qui présente la plus grande importance pour le traitement de ces genres d'aciers.
D'autres essais, effectués en particulier sur des tôles et aussi sur des tubes, ont montré que la température de laminage présente également une grande importance pour les propriétés des aciers au chrôme ferritiques, car les propriétés mécaniques sont influencées très favorablement, en outre du traitement thermique décrit, par le laminage à des températures relativement basses (inférieures à 1000 C environ).
Le mode avantageux de traitement décrit des alliages d'aciers au chrôme ferritiques n'est modifié en aucune manière lorsque ceux-ci renferment encore d'autres con- stituants d'alliages (par exemple du molybdène, nickel.,
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1 IJ \1 t 1 ..... 1 cobalt, cuivre, tungstène, silicium, manganèse, aluminum, titane, vanadium, etc.) et possèdent pour le reste une texture ferritique.
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Process for improving the mechanical properties, in particular the toughness, of ferritic chromatic steels.
By "ferritic chromo steels" is meant, in the present description, chromatic steels which have a purely ferritic texture.
For alloys of iron and chromium, pure or almost pure, the zone is already limited for a chromium content of about 14-15%. If you increase the carbon content of these steels, the zone expands. For a steel with about 25% color, for example, about 0.40% carbon is already needed, in order to be able to observe, thermally or dilatometrically, the point A3, and therefore still achieve certain hardening properties.
Beyond this zone of hardenable iron-chromium-carbon alloys is still the zone of purely ferritic chromium steels. These are characterized by the fact that they have no critical point, so
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that the material, heated to high temperatures, shows a coarser grain texture and cannot be regenerated by heat treatment. In addition to their extraordinary resistance to oxidation at high temperatures, these steels with high color contents are distinguished by their high resistance to corrosion.
However, it was not heretofore possible to make these chromo-ferritic steels usable to a great extent, because their really complex internal structure - the texture shows, besides chrome ferrite, other constituents, such as carbides, etc., failed to achieve physical properties to the extent that they are required in steels which must be worked in large quantities.
The present invention is based on the finding that chromo ferritic steels can, by rapid cooling from temperatures of about 400-10,000 C, and preferably from about 650-8500 C, be completely freed. cold brittleness that otherwise occurs. This way of behaving of ferritic chromium steels is very surprising, since, for example, in alloys of iron and silicon, which also have a limited area, soft alloys are obtained as much as possible by annealing followed by cooling not too fast. With regard to the cooling rate after annealing at 400-10,000 C, in some cases cooling in air suffices; however, cooling in water will always be preferable.
The described heat treatment process is more particularly successful for tales. Thus, for example, sheets with 0.26% '
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of carbon and -24.5% of color, after rolling and in particular after annealing and slow cooling in the furnace, showed, according to Erichsen, only cold drawing values of 0.7 to 3.7 and, after the improvement treatment by cooling in water, showed corresponding values of 8.5 to 9.5.
The sensitivity to mechanical forces at a notched location of the sheets having undergone such heat treatment disappears completely; toughness is improved to such an extent as dreary sheets with surface defects. Notable skies can be cold bent and hammered without difficulty, which is of the utmost importance for the processing of these kinds of steels.
Other tests, carried out in particular on sheets and also on tubes, have shown that the rolling temperature is also of great importance for the properties of ferritic chromium steels, since the mechanical properties are influenced very favorably, in addition to the thermal treatment described, by rolling at relatively low temperatures (below approximately 1000 C).
The advantageous mode of treatment described for alloys of ferritic chromium steels is not modified in any way when these still contain other alloying constituents (for example molybdenum, nickel.,
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1 IJ \ 1 t 1 ..... 1 cobalt, copper, tungsten, silicon, manganese, aluminum, titanium, vanadium, etc.) and have for the rest a ferritic texture.