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" PERFECTIONNEMENTS AUX ACIERS SPECIAUX " Cette invention a trait aux aciers au chrome et concerne plus spécialement un procédé pour améliorer les propriétés physiques des aciers contenant une teneur élevée en chrome, qu'ils contiennent ou non d'autre métaux tels que le nickel.
C'est un fait d'observation et d'expérience cou- rantes que les aciers fondus à haute teneur en chrome sont composés de cristaux et grains grossiers fixés entre eux de façon lâche. Les pièces coulées de ce métal sont peu solides et réellement poreuses, comme le montrent des essais hydrau- liques à haute pression. Cette structure grossière des aciers
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fondus à forte teneur en chrome est pour une grande part la cause des propriétés physiques relativement médiocres du métal fondu. Un affinage de la structure du grain est très désirable en vue de la production tant d'aciers coulés que d'aciers forgés possédant des propriétés physiques supérieures.
La demanderesse a découvert que la présence d'azote en quantités supérieures à 0,2% environ améliore considéra- blement les propriétés physiques des aciers forgés et moulés qui contiennent un grand pourcentage de chrome. Bien que les aciers au chrome forgés ne possèdent pas la structure à grain grossier du métal fondu, on constate que l'addition d'azote leur confère aussi des avantages marqués sur les structures normalement bonnes de ces aciers. L'invention est par conséquent applicable non seulement aux aciers au chrome coulés, mais aussi aux aciers au chrome forgés et donne un produit supérieur dans l'un et l'autre cas.
Suivant l'invention, on peut déjà obtenir un cer- tain avantage par l'application d'une teneur enazote un peu inférieure à 0,2%,, mais il est préférable que la teneur en/ soit au moins égale à ce pourcentage. En général, il est désirable que la quantité d'azote présente soit le maximum susceptible d'être retenu sous forme d'une combinaison stable à la température nécessaire pour la coulée du métal. La quantité d'azote qui peut être retenue dans le produit final augmente avec la teneur en chrome.
L'invention est en particulier avantageusement applicable à des aciers contenant de 15 % à 35% environ de chrome, quoique son application à des aciers de teneur en chrome un peu plus faible ou un peu plus grande présente aussi des avantages. La présence d'autres éléments combinés dans l'acier ne limite ou ne diminue en aucune façon les avantages résultant de l'addition d'azote. Cette invention est donc applicable aux aciers à grande teneur en chrome en général.
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Des expériences ont permis de démontrer que l'addition d'azote en quantités notablement supérieures à celles normalement présentes dans les aciers affine la structure du grain et améliore la résistance des aciers à haute teneur en chrome sans influencer notablement leur ductilité , leur aptitude à se laisser usiner, leur dureté, leur résistance à la corrosion ou leurs caractéristiques de forgeage, de laminage et de travail. Par exemple, des essais ont montré que l'addition de 0,2 à 0,4 % environ d'azote à des aciers au chrome, tant forgés que fondus, qui contiennent de 18 à 30 % environ de chrome et de 0,1 à 2% environ de carbone améliore considérablement les propriétés physiques de ces aciers.
L'effet avantageux de l'addition d'azote est plus marqué dans ceux des aciers qui contiennent entre 0,1 et 1 % environ de carbone, mais il continue à être appréciable lorsqu'on élève la teneur en carbone à une valeur aussi grande que 2 % environ.L'azote n'a qu'un faible effet avantageux sur des aciers contenant moins de 0, 1% environ de carbone.
Dans une série d'expériences, on prépara un certain nombre d'éprouvettes en acier forgé comprenant chacune une proportion prépondérante de fer, 0,1 % environ de carbone, 0,4% environ de manganèse, 0,5 % environ de silicium, un faible pourcentage d'impuretés et une addition de chrome et d'azote. L'azote fut introduit dans les aciers fondus sous forme de nitrure de chrome et d'un ferro-chrome de grande teneur en azote. Pour chaque éprouvette riche en azote ainsi préparée, on prépara un acier correspondant pauvre en azote, cet acier ayant approximativement la même composition en ce qui concerne tous les éléments à l'exception de l'azote. On soumit alors toutes les éprouvettes à un certain nombre dtessais physiques dans des conditions comparables.
La table
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suivante indique l'effet de ltazote constaté dans ces essais:
EMI4.1
<tb> Analyse <SEP> Propriétés <SEP> physiques
<tb>
EMI4.2
' Cr P.F. ' R.T. ;A1. eR.S. 7,: Eric. Brinell
EMI4.3
<tb> :19: <SEP> 0,04 <SEP> : <SEP> 32,3: <SEP> 54,2: <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> . <SEP> 7,5 <SEP> : <SEP> 131
<tb>
EMI4.4
'19 0,2$ : 9, :
Z0,2 : 2'6 56 8,5 : 170
EMI4.5
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> 0,03; <SEP> 33,1: <SEP> 47,8: <SEP> 31 <SEP> 52 <SEP> 7,5 <SEP> : <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb> :23: <SEP> 0,37: <SEP> 35,9 <SEP> :62,8: <SEP> 26: <SEP> 57 <SEP> 8,0 <SEP> : <SEP> 149
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 26 <SEP> 0,03 <SEP> : <SEP> 35,1: <SEP> 54,2: <SEP> 27 <SEP> 59 <SEP> 7,5 <SEP> : <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb> 26 <SEP> 0,42: <SEP> 35,1: <SEP> 58,2 <SEP> : <SEP> 24 <SEP> 49 <SEP> 8,0 <SEP> : <SEP> 128
<tb>
Dans la table ci-dessus se rapportant à des aciers forgés, on a employé les symboles suivants : P.F., pour le point de fléchissement ou limite d'écoulement en kilos par millimètre carré ; R.
T., pour la résistance à la traction en kilos par millimètre carré ; Al. %, pour le pourcentage d'al- longement obtenu sur une longueur de 5 centimètres ; R.S.% , pour le pourcentage de réduction de section accompagnant l'allongement ; Eridc., pour les valeurs obtenues sur la machine Erichsen ; et Brinell, pour les coefficients de dureté selon l'échelle Brinell.
Un examen microscopique des aciers forgés montrent que l'azote affine considérablement la structure du métal et semble éliminer les limites des grains des cristaux.
D'autres essais auxquels furent soumis ces aciers ont démon- t.ré que l'addition d'azote diminue leur tendance à devenir cassants aux températures élevées telles que celles de l'or- dre de 475 C.
On pratiqua une série correspondante d'essais sur des aciers fondus de grande teneur en chrome. On prépara une série d'éprouvettes sous forme de barres normales moulées en acier contenant une proportion prépondérante de fer, un faible pourcentage d'impuretés, 15 à 35% environ de chrome, 0,5% environ de carbone et diverses teneurs -- élevées et faibles -- en azote et éprouva ces barres. On constata que l'azote amé- liore les propriétés physiques'et affine considérablement
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la structure du grain.
La table ci-dessous donne quelques résultats typiques de cette série d'essais :
EMI5.1
<tb> Analyse <SEP> Propriétés <SEP> physiques
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> Cr <SEP> :% <SEP> N: <SEP> Flèche <SEP> C.R.T. <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> 0,10 <SEP> 3,5 <SEP> 2100 <SEP> 187
<tb>
<tb> 25 <SEP> 0,35 <SEP> 8,4 <SEP> 3190 <SEP> 207
<tb>
Dans la table ci-dessus relative aux aciers coulés, les symboles suivants ont été employés Flèche, pour la flèche en millimètres C.R.T., pour la charge de rupture transversale en tonnes ; et Brinell, pour les coefficients de dureté selon l'échelle Brinell.
La présence d'azote ne diminue en aucune façon la résistance des aciers au chrome à l'oxydation et à certains types de corrosion, ainsi que cela a été déterminé par des essais étendus effectués à la fois sur des aciers forgés et sur des aciers coulés.
En outre, on a découvert que l'addition d'azote en quantités notablement plus grandes que celles qui exis- tent ordinairement dans les aciers tend nettement à augmen- ter la résistance mécanique et à améliorer la facilité d'u- sinage des aciers coulés et fondus contenant des quantités relativement grandes tant de chrome que de nickel. Ces perfectionnements sont obtenus , comme dans le cas des sim- ples aciers au chrome, sans diminuer notablement la résis- tance à la corrosion et à l'oxydation, la ténacité ou la ductilité des aciers. Cette addition augmente la résistance des aciers sans en modifier considérablement la dureté.
En général, on constate que la quantité d'azote qui peut être retenue dans le produit final augmente avec la teneur en chrome et diminue avec la teneur en nickel., Lorsqu'il est possible d'ajouter une proportion aussi grande que 0,2 % environ d'azote, il convient que cette quantité au moins soit présente pour assurer les perfectionnements que l'invention confère aux propriétés des aciers, mais
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dans les cas où la teneur en nickel est si grande que la proportion d'azote que le métal est capable de retenir de façon stable est inférieure à 0,2%, la plus faible quan- tité retenue de façon stable est encore suffisante pour assurer des résultats avantageux.
Des essais ont démontré que le fait d'ajouter à des aciers au chrome-nickel contenant de 15 à 35 % environ de chrome et de 5 à 35 % environ de nickel des quantités d'azote telles que l'acier contienne au moins un total de 0,1 % environ d'azote améliore ces aciers du point de vue de leur résistance et de la facilité avec laquelle ils se laissent usiner. Comme les aciers contenant les teneurs en nickel les plus élevées et les teneurs en chrome les plus faibles des échelles de pourcentages susindiquées sont plus faciles à usiner que les autres combinaisons possibles de ces aciers, l'amélioration apportée à la résistance de ces aciers riches en nickel et pauvres en chrome présente un peu plus d'importance que celle apportée à la facilité d'usinage.
On constate que les additions d'azote aux aciers au chrome-nickel n'influencent pas la grosseur du grain du métal à un degré comparable avec l'effet obtenu en ajou- tant de l'azote aux aciers au chrome ordinaires.
La table suivante donne la comparaison de résul- tats numériques d'essais d'aciers typiques suivant l'inven- tion,avec des aciers au chrome-nickel ordinaires pauvres en azote. Les éprouvettes avaient la composition approximative suivante : silicium 0,5% , manganèse 0,5 %, carbone 0,3%, fer le reste, à l'exception des pourcentages de chrome, de nickel et d'azote indiqués dans la table :
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EMI7.1
<tb> Alliage <SEP> Etat <SEP> Essais <SEP> de <SEP> Essais <SEP> trans- <SEP> Dureté
<tb> du <SEP> traction <SEP> versaux <SEP> :Brinelle <SEP> 11:
<tb>
EMI7.2
rocr % Ni')1 N métal :P.F.:R.T.;A.l,% 7 :C.R.T.:Flèche: Ù'
EMI7.3
<tb> :17: <SEP> 34 <SEP> ;0,03;fondu <SEP> :26 <SEP> :34,5: <SEP> 3,0 <SEP> 3,1 <SEP> . <SEP> 4,5 <SEP> 131
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :17:
<SEP> 34 <SEP> 0,12 <SEP> fondu. <SEP> :35 <SEP> :9,4: <SEP> 3,0 <SEP> 3,4 <SEP> . <SEP> 2,5 <SEP> 126
<tb>
EMI7.4
: 1 25 = 1.2 ; 0, 06;fondu ; 3, 3 :40 . 4,0 3$6 : 6,8 187
EMI7.5
<tb> 23 <SEP> 12 <SEP> ;0,30:fondu <SEP> 41,5:52 <SEP> 3,0 <SEP> 3,8 <SEP> 6,1 <SEP> 187
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 8 <SEP> :0,08:fondu <SEP> : <SEP> - <SEP> : <SEP> - <SEP> : <SEP> - <SEP> 3,2: <SEP> 8,1 <SEP> 156
<tb>
<tb>
<tb> :18 <SEP> 8 <SEP> ;0,30:fondu <SEP> : <SEP> - <SEP> . <SEP> - <SEP> . <SEP> - <SEP> : <SEP> 3,6 <SEP> 7,9 <SEP> 163
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 8 <SEP> 0,03 <SEP> forgé <SEP> 26 <SEP> :64,7: <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 143
<tb>
<tb>
<tb> :18 <SEP> 8 <SEP> 0,30 <SEP> forgé <SEP> 37,3:75,5: <SEP> 50- <SEP> - <SEP> 159
<tb>
<tb>
<tb> :::::::::::::::
<tb>
(+Nota. Ce métal contenait 0,10 % environ de carbone).
Dans la table ci-dessus, les abréviations suivantes ont été employées : Alliage, pour les pourcentages des élé- ments d'alliage présents dans l'éprouvette d'acier ; P.F. pour le point de fléchissement ou limite d'écoulement en'kg par centimètre carré ; R.T. pour la résistance de traction maximum en kg par millimètre carré ; Al.% pour le pourcen- tage d'allongement sur une longueur de 5 centimètres d'une éprouvette de traction normale de 12,8 mm ; Essais transver- saux , pour les résultats d'essais effectués sur une éprou- vette normale en métal fondu ; C. R.T. pour la charge de rupture transversale en tonnes ; Flèche,pour la flèche en millimètres ; et Dureté Brunell, pour le coefficient de dureté selon l'échelle Brinell.
Dans tous les essais ci-dessus, on a constaté que celle des éprouvettes qui contenait le plus grand pour- centage d'azote parmi les deux éprouvettes de même composi- tion en métaux était la plus facile à usiner. Des essais étendus de projection d'acide et de sel à l'état divisé effectués sur ces éprouvettes ont permis de déterminer que la présence des pourcentages élevés d'azote n'influence pas considéra- blement la résistance des aciers à la corrosion et à l'oxy- dation. Toutes les pièces fondues employées pour les essais ont été préparées de la façon spéciale suivante : @
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On fond un acier pauvre en carbone dans un des types de fours usuels.
Pendant la fusion, on introduit la quantité désirée d'azote dans le métal fondu sous'forme soit de nitrure de chrome, soit d'un ferro-chrome riche en azote , soit encore d'un autre nitrure ou mélange de ni- trures convenbale. Après avoir fondu l'acier, on le main- tient à une température suffisamment supérieure au point de fusion pour permettre à l'azote mis en liberté par les ni- trures instables de s'échapper. En réglant la température de l'acier fondu, la teneur des nitrures stables combinés peut être réglée de façon à donner un métal fondu solide, étant donné que la stabilité des nitrures diminue avec une élévation de température.
Ce procédé de fabrication d'aciers riches en azote évite la formation de soufflures et de retassures excessives, étant donné que l'azote restant dans l'acier està l'état combiné dans l'alliage.
On a décrit plusieurs exemples particuliers et modes de réalisation préférés, mais il est bien entendu que ces exemples ne limitent pas l'invention, qui a trait à un procédé généralement applicable à l'amélioration d'aciers spéciaux à haute teneur en chrome.
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"IMPROVEMENTS IN SPECIAL STEELS" This invention relates to chromium steels and more particularly relates to a process for improving the physical properties of steels containing a high chromium content, whether or not they contain other metals such as nickel.
It is a fact of common observation and experience that molten steels with a high chromium content are composed of coarse crystals and grains loosely attached to each other. Castings of this metal are weak and actually porous, as shown by high pressure hydraulic tests. This coarse structure of steels
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High chromium melts are largely responsible for the relatively poor physical properties of the molten metal. Refining of the grain structure is very desirable for the production of both cast and forged steels having superior physical properties.
Applicants have found that the presence of nitrogen in amounts greater than about 0.2% significantly improves the physical properties of forged and cast steels which contain a large percentage of chromium. Although forged chrome steels do not have the coarse-grained structure of molten metal, the addition of nitrogen has also been found to give them marked advantages over the normally good structures of these steels. The invention is therefore applicable not only to cast chromium steels, but also to forged chromium steels and gives a superior product in either case.
According to the invention, a certain advantage can already be obtained by applying a nitrogen content of a little less than 0.2%, but it is preferable that the content of / is at least equal to this percentage. In general, it is desirable that the amount of nitrogen present is the maximum capable of being retained as a stable combination at the temperature necessary for the casting of the metal. The amount of nitrogen that can be retained in the final product increases with the chromium content.
The invention is in particular advantageously applicable to steels containing about 15% to 35% chromium, although its application to steels with a slightly lower or a little higher chromium content also has advantages. The presence of other combined elements in the steel in no way limits or diminishes the benefits resulting from the addition of nitrogen. This invention is therefore applicable to steels with a high chromium content in general.
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Experiments have shown that the addition of nitrogen in quantities significantly greater than those normally present in steels refines the grain structure and improves the strength of steels with high chromium content without significantly influencing their ductility, their ability to settle. allow machining, their hardness, corrosion resistance or forging, rolling and working characteristics. For example, tests have shown that the addition of about 0.2 to 0.4% nitrogen to chromium steels, both forged and molten, which contain about 18 to 30% chromium and 0.1 at about 2% carbon considerably improves the physical properties of these steels.
The advantageous effect of the addition of nitrogen is more marked in those steels which contain between about 0.1 and 1% carbon, but it continues to be appreciable when the carbon content is raised to such a large value. only about 2%. Nitrogen has only a small advantageous effect on steels containing less than about 0.1% carbon.
In a series of experiments, a number of forged steel test pieces were prepared, each comprising a major proportion of iron, approximately 0.1% carbon, approximately 0.4% manganese, approximately 0.5% silicon, a low percentage of impurities and an addition of chromium and nitrogen. Nitrogen was introduced into the molten steels in the form of chromium nitride and a ferro-chromium with a high nitrogen content. For each nitrogen-rich specimen thus prepared, a corresponding nitrogen-poor steel was prepared, this steel having approximately the same composition with respect to all elements except nitrogen. All the test pieces were then subjected to a number of physical tests under comparable conditions.
Table
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following indicates the effect of nitrogen observed in these tests:
EMI4.1
<tb> Analysis <SEP> Physical <SEP> properties
<tb>
EMI4.2
'Cr P.F.' R.T.; A1. eR.S. 7 ,: Eric. Brinell
EMI4.3
<tb>: 19: <SEP> 0.04 <SEP>: <SEP> 32.3: <SEP> 54.2: <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP>. <SEP> 7.5 <SEP>: <SEP> 131
<tb>
EMI4.4
'19 $ 0.2: 9,:
Z0.2: 2'6 56 8.5: 170
EMI4.5
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> 0.03; <SEP> 33.1: <SEP> 47.8: <SEP> 31 <SEP> 52 <SEP> 7.5 <SEP>: <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb>: 23: <SEP> 0.37: <SEP> 35.9 <SEP>: 62.8: <SEP> 26: <SEP> 57 <SEP> 8.0 <SEP>: <SEP> 149
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 26 <SEP> 0.03 <SEP>: <SEP> 35.1: <SEP> 54.2: <SEP> 27 <SEP> 59 <SEP> 7.5 <SEP>: <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb> 26 <SEP> 0.42: <SEP> 35.1: <SEP> 58.2 <SEP>: <SEP> 24 <SEP> 49 <SEP> 8.0 <SEP>: <SEP> 128
<tb>
In the above table relating to forged steels, the following symbols have been used: P.F., for the deflection point or yield point in kilograms per square millimeter; R.
T., for tensile strength in kilograms per square millimeter; Al.%, For the percentage of elongation obtained over a length of 5 centimeters; R.S.%, for the percentage reduction in section accompanying the elongation; Eridc., For the values obtained on the Erichsen machine; and Brinell, for the hardness coefficients on the Brinell scale.
A microscopic examination of forged steels shows that nitrogen considerably refines the structure of the metal and appears to eliminate grain boundaries from the crystals.
Other tests to which these steels have been subjected have shown that the addition of nitrogen decreases their tendency to become brittle at high temperatures such as those of the order of 475 C.
A corresponding series of tests was performed on molten steels with a high chromium content. A series of test pieces were prepared in the form of normal cast steel bars containing a major proportion of iron, a low percentage of impurities, about 15-35% chromium, about 0.5% carbon and various contents - high and low - in nitrogen and tested these bars. Nitrogen has been found to improve physical properties and considerably refine
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grain structure.
The table below gives some typical results of this series of tests:
EMI5.1
<tb> Analysis <SEP> Physical <SEP> properties
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> Cr <SEP>:% <SEP> N: <SEP> Arrow <SEP> C.R.T. <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> 0.10 <SEP> 3.5 <SEP> 2100 <SEP> 187
<tb>
<tb> 25 <SEP> 0.35 <SEP> 8.4 <SEP> 3190 <SEP> 207
<tb>
In the above table relating to cast steels, the following symbols have been used Arrow, for the deflection in millimeters C.R.T., for the transverse breaking load in tonnes; and Brinell, for the hardness coefficients on the Brinell scale.
The presence of nitrogen does not in any way decrease the resistance of chromium steels to oxidation and certain types of corrosion, as has been determined by extensive testing carried out on both forged and cast steels. .
In addition, it has been found that the addition of nitrogen in significantly greater amounts than those ordinarily found in steels tends markedly to increase the mechanical strength and improve the ease of machining of cast steels. and melts containing relatively large amounts of both chromium and nickel. These improvements are obtained, as in the case of simple chromium steels, without appreciably reducing the corrosion and oxidation resistance, the toughness or the ductility of the steels. This addition increases the strength of steels without considerably modifying their hardness.
In general, it is found that the amount of nitrogen which can be retained in the final product increases with the chromium content and decreases with the nickel content., When it is possible to add a proportion as large as 0.2 % of nitrogen, at least this amount should be present to ensure the improvements that the invention gives to the properties of steels, but
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in cases where the nickel content is so large that the proportion of nitrogen which the metal is capable of stably retaining is less than 0.2%, the smallest amount stably retained is still sufficient to ensure beneficial results.
Tests have shown that adding to chromium-nickel steels containing about 15-35% chromium and about 5-35% nickel amounts of nitrogen such that the steel contains at least a total of about 0.1% nitrogen improves these steels in terms of their strength and the ease with which they can be machined. As the steels containing the highest nickel contents and the lowest chromium contents of the above-mentioned percentage scales are easier to machine than the other possible combinations of these steels, the improvement brought to the strength of these steels rich in nickel and low in chromium is a little more important than that given to ease of machining.
It is found that the additions of nitrogen to chromium-nickel steels do not influence the grain size of the metal to a degree comparable to the effect obtained by adding nitrogen to ordinary chromium steels.
The following table gives the comparison of numerical results of tests of typical steels according to the invention, with ordinary chromium-nickel steels low in nitrogen. The specimens had the following approximate composition: silicon 0.5%, manganese 0.5%, carbon 0.3%, iron the rest, except for the percentages of chromium, nickel and nitrogen indicated in the table:
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EMI7.1
<tb> Alloy <SEP> State <SEP> Tests <SEP> of <SEP> Tests <SEP> trans- <SEP> Hardness
<tb> of the <SEP> traction <SEP> versaux <SEP>: Brinelle <SEP> 11:
<tb>
EMI7.2
rocr% Ni ') 1 N metal: P.F.: R.T.; A.l,% 7: C.R.T.: Arrow: Ù'
EMI7.3
<tb>: 17: <SEP> 34 <SEP>; 0.03; fade <SEP>: 26 <SEP>: 34.5: <SEP> 3.0 <SEP> 3.1 <SEP>. <SEP> 4.5 <SEP> 131
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>: 17:
<SEP> 34 <SEP> 0.12 <SEP> melted. <SEP>: 35 <SEP>: 9.4: <SEP> 3.0 <SEP> 3.4 <SEP>. <SEP> 2.5 <SEP> 126
<tb>
EMI7.4
: 125 = 1.2; 0.06; melted; 3, 3: 40. 4.0 $ 3 6: 6.8 187
EMI7.5
<tb> 23 <SEP> 12 <SEP>; 0.30: fade <SEP> 41.5: 52 <SEP> 3.0 <SEP> 3.8 <SEP> 6.1 <SEP> 187
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 8 <SEP>: 0.08: fade <SEP>: <SEP> - <SEP>: <SEP> - <SEP>: <SEP> - <SEP> 3.2: <SEP > 8.1 <SEP> 156
<tb>
<tb>
<tb>: 18 <SEP> 8 <SEP>; 0.30: fade <SEP>: <SEP> - <SEP>. <SEP> - <SEP>. <SEP> - <SEP>: <SEP> 3.6 <SEP> 7.9 <SEP> 163
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 8 <SEP> 0.03 <SEP> forged <SEP> 26 <SEP>: 64.7: <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 143
<tb>
<tb>
<tb>: 18 <SEP> 8 <SEP> 0.30 <SEP> forged <SEP> 37.3: 75.5: <SEP> 50- <SEP> - <SEP> 159
<tb>
<tb>
<tb> :::::::::::::::
<tb>
(+ Note. This metal contained about 0.10% carbon).
In the above table, the following abbreviations have been used: Alloy, for the percentages of the alloying elements present in the steel specimen; M.p. for deflection point or yield point in 'kg per square centimeter; R.T. for maximum tensile strength in kg per square millimeter; Al.% For the percent elongation over a 5 cm length of a 12.8 mm normal tensile specimen; Cross-sectional tests, for the results of tests carried out on a normal specimen of molten metal; C. R.T. for the transverse breaking load in tonnes; Arrow, for the arrow in millimeters; and Brunell Hardness, for the hardness coefficient according to the Brinell scale.
In all of the above tests, it was found that the specimen which contained the greatest percentage of nitrogen among the two specimens of the same metal composition was the easier to machine. Extensive acid and salt spray tests in the divided state carried out on these specimens have determined that the presence of high percentages of nitrogen does not significantly influence the resistance of steels to corrosion and leaching. oxidation. All the molten parts used for the tests were prepared in the following special way: @
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A low carbon steel is melted in one of the conventional types of furnace.
During the melting, the desired quantity of nitrogen is introduced into the molten metal in the form of either chromium nitride or a nitrogen-rich ferro-chromium, or yet another nitride or mixture of nitrides suitable. . After the steel has been melted, it is held at a temperature sufficiently above the melting point to allow the nitrogen released by the unstable nitrides to escape. By controlling the temperature of the molten steel, the content of the combined stable nitrides can be controlled to give a solid molten metal, since the stability of the nitrides decreases with increasing temperature.
This process for making steels rich in nitrogen avoids the formation of excessive blowholes and sinkers, since the nitrogen remaining in the steel is in the combined state in the alloy.
Several particular examples and preferred embodiments have been described, but it is understood that these examples do not limit the invention, which relates to a process generally applicable to the improvement of special steels with a high chromium content.