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Perfectionnements aux aciers spéciaux de construction.
La présente invention concerne les aciers spéciaux, de construction. Elle a pour but de procurer un acier spécial pour la construction en général et pour la construction de ponts, dont le prix de revient soit suffisamment bas pour en permettre l'utilisation économique à ces fins, dont la résis- tance à la traction et la limite d'élasticité soient supérieures à celles des aciers de construction répondant aux normes an- glaises officielles, et dont la résistance à la corrosion ne soit pas inférieure à celle de ces aciers.
On comprendra aisément que l'obtention de cette ré- sistance à la traction et cette limite d'élasticité plus élevées
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a pour résultat de diminuer le poids et le volume que l'acier doit posséder pour résister à un effort donné.
On a essayé différents procédés pour donner à l'a- cier une plus grande résistance à la traction et une limite d'élasticité plus élevée, mais ces caractéristiques désirables ont entraîné, dans chaque cas, des inconvénients tels, par exemple, qu'un prix de revient trop élevé pour permettre l'utilisation industrielle du produit, ou une réduction de la résistance à la corrosion de l'acier. L'expérience ensei- gne en effet que la résistance à la corrosion de l'acier doux diminue lorsqu'on lui donne, par laminage à froid, une limite d'élasticité plus élevée.
L'acier dénommé "au silicium", dont on augmente la résistance à la traction principalement en accroissant sa teneur en carbone, possède certains avantages sur les aciers de construction répondant aux normes anglaises officielles, mais sa fabrication et son emploi présentent des difficultés équivalent à des inconvénients. Un des plus importants de ces inconvénients consiste dans la tendance à la ségrégation que présente le carbone de tous les aciers au carbone. Cette ségrégation augmente avec la teneur en carbone et, de ce fait, les aciers qui en contiennent beaucoup peuvent présenter des caractéristiques irrégulières.
On a constaté également que la limite d'élasticité du simple acier au carbone ne s'élève pas dans la même proportion, par rapport à sa résistance à la traction, que lorsque le constituant dont l'influence est dominante au point de vue de ces caractéristiques consiste, non pas en carbone dont la tendance est de s'isoler, mais en un élément réparti uniformément dans toute la masse du fer.
La question de corrosion, déjà mentionnée, joue également un rôle important. Il est bien connu que'les aciers de grande
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résistance à la traction et à limite d'élasticité élevée dans lesquels le carbone est le constituant assurant ces qualités, sont peu résistants à la corrosion. On considère, d'autre part, que l'addition de certains constituants, tels que le manganèse, susceptibles de douer l'acier des propriétés mécaniques voulues, ont pour effet d'augmenter encore cette tendance à la corrosion.
On a proposé d'ajouter à un acier soudable des quan- tités de chrome et de cuivre allant jusqu'à 2% et 0.5% res- pectivement, outre d'autres métaux tels que le molybdène et le tungstène ou à la place de ceux-ci, en indiquant que le chrome aurait la propriété d'améliorer la dureté Brinell d'un tel acier. On a également proposé un acier susceptible de résister à la corrosion,plus particulièrement aux températu- res élevées, lequel contient, entre autres constituants, du chrome, du cuivre, du manganèse et, plus particulièrement jusqu'à 3% de molybdène.
D'autre part, on a proposé des aciers spéciaux pour rails de chemins de fer, dont on a dit avoir augmenté la résistance à l'usure et la @ résistance aux efforts mécaniques en abaissant leur teneur en carbone à une valeur inférieure à celle où le carbone pourrait encore in- fluencer ces caractéristiques, et de parfaire au manque de celles-ci en augmentant l'importance des autres additions.
Dans cet ordre d'idées on a parlé, dans un certain cas, de 0. 5 à 1.5% de chrome, de 0. 8 à 2% de manganèse, et de 0. 5 à 2% de cuivre. Dans un autre cas, on a proposé d'augmen- ter la teneur en phosphore au-delà de 0.08%, tout en ajoutant jusqu'à 1% de cuivre et 1.5% de chrome. Dans le cas d'un autre acier destiné à la fabrication de rails, de fers U et autres éléments de construction, on a proposé de maintenir la teneur
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en carbone en-dessous de 0.15%, tout en augmentant les autres additions, y compris celles de manganèse et de chrome, en indiquant qu'une addition de chrome allant jusqu'à 2% serait susceptible d'améliorer davantage la résistance à l'usure.
A l'encontre de ce que l'on vient de récapituler, la présente invention permet de fabriquer un acier spécial de construction sans addition de constituants coûteux tels que le molybdène, susceptibles d'en rendre le prix prohibitif, simplement en ajoutant à de l'acier doux ordinaire de faibles proportions déterminées de chrome, de cuivre et de manganèse, la condition essentielle à laquelle on doit veiller étant que la teneur en chrome soit nettement supérieure à la teneur en cuivre.
La présente invention vise donc un acier spécial de construction, dont la teneur en carbone est inférieure à 0.3%, qui contient des additions essentiellement de chrome, de cuivre et de manganèse, et dans lequel la teneur en chrome, nettement supérieure à celle en cuivre, va de 0.7 à 1.1%, tan- dis que la teneur en cuivre va de 0.25 à 0.5% et celle en manganèse de 0.5 à 1%, les autres constituants étant présents dans les proportions généralement adoptées dans l'acier doux ordinaire. On peut modifier les pourcentages exacts, dans les limites précitées, suivant les caractéristiques que le produit final doit présenter. Dans certains cas on peut ajouter un pourcentage de silicium, mais seulement dans les limites as- surant la production de lingots sains, d'acier calmé et mas- sif.
On peut citer, à titre d'exemple, les analyses sui- vantes d'alliages qui ont fourni des résultats satisfaisants dans des cas spécifiques: @
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<tb> C.% <SEP> si.% <SEP> S.% <SEP> P.% <SEP> Cu.% <SEP> Cr.% <SEP> Mn.%
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<tb> ' <SEP> C <SEP> 0.245 <SEP> 0.13 <SEP> 0.03 <SEP> 0.034 <SEP> 0.32 <SEP> 1.
<SEP> 07 <SEP> 0.84
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Les caractéristiques physiques de ces aciers sont sensiblement les suivantes, pour l'épaisseur donnée:
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<tb> Résistance, <SEP> Pourcen- <SEP> Limite
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<tb> à <SEP> la <SEP> tage <SEP> d'al- <SEP> d'élasti-
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<tb> rupture <SEP> longement <SEP> cité <SEP> en
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ACIER <SEP> A <SEP> 6mm. <SEP> tel <SEP> que <SEP> laminé <SEP> 5700 <SEP> 18% <SEP> 4720
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<tb> " <SEP> " <SEP> 9mm. <SEP> n <SEP> " <SEP> 5605 <SEP> 25 <SEP> % <SEP> 4470
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<SEP> " <SEP> 6640 <SEP> 20.5% <SEP> 4485
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<tb> " <SEP> "18mm. <SEP> " <SEP> 6110 <SEP> 20 <SEP> 5% <SEP> 3899
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Afin d'obtenir les meilleurs résultats, plus parti- culièrement en ce qui concerne la ductilité et la ténacité, il peut être nécessaire de retarder artificiellement le re- froidissement de l'acier immédiatement après le laminage, ou de lui donner un revenu par les procédés connus.
Dans la fabrication de l'acier spécial suivant l'in- vention, on se conforme aux procédés de fabrication usuels jusqu'au moment où les conditions régnant dans le four sont susceptibles d'assurer qu'on obtienne un acier parfaitement satisfaisant, répondant aux normes anglaises pour l'acier de construction, en effectuant une coulée normale et en ajou- tant les constituants habituels dans la poche de coulée, sans toutefois introduire d'alliages spéciaux dans le four avant @
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la coulée.
Au moment où on atteint dans de bonnes conditions cette phase de la production de l'acier, on retient la charge dans le four et on y ajoute les constituants cités ci-dessus afin de lui donner les caractéristiques voulues, en chargeant et fondant ces constituants ou un alliage de ceux-ci dans le four, après quoi on effectue la coulée de l'acier, en n'a- joutant dans la poche de coulée que les ingrédients d'usage courant pour la fabrication d'acier de construction suivant les normes officielles anglaises. Cette façon de procéder a pour but principal de fabriquer un acier aussi:exempt que possible d'impuretés non métalliques.
La présente invention a permis de produire.un acier présentant les caractéristiques voulues qu'on croit pouvoir attribuer à l'utilisation des trois constituants manganèse, chrome et cuivre dans les proportions indiquées ou approxima- tivement dans ces proportions. On a constaté également qu'en mélangeant ces additions de manière uniforme à un acier doux ordinaire, ne contenant pas plus de 0.3% de carbone dans ses parties les plus épaisses et dont la teneur en carbone di- minue à mesure que l'épaisseur du profil décroît, on obtient les avantages suivants :
1) un acier résistant mieux à la corrosion que le simple acier au carbone, ou qu'un acier contenant exclusivement une addition de cuivre, 2) un acier qui, à l'état où il sort du laminoir ou à celui résultant des mêmes procédés de laminage et de refroidissement après laminage que la demanderesse utilise dans la fabrication de l'acier ordinaire, ou encore à l'état revenu, possède une limite d'élasticité plus élevée, en fonction de sa résistance à la rupture, que tout autre acier contenant les constituants habituels, tratté de la même manière.
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Dans la fabrication de cet acier spécial, on peut contrôler la température au cours du laminage, ou contrôler celle-ci artificiellement durant le refroidissement après laminage, par un quelconque ou plusieurs des procédés utili- sés jusqu'à présent dans la production d'acier de construc- tion répondant aux normes anglaises officielles, ou d'acier à limite d'élasticité élevée. On peut également réchauffer cet acier et le refroidir subséquemment suivant différents procédés connus, afin d'obtenir au plus haut degré possible les caractéristiques voulues, et quoique l'invention vise plus particulièrement la production d'un acier à limite d'é- lasticité très élevée, ainsi qu'on l'a dit ci-dessus, il peut être avantageux de l'appliquer également aux aciers à limite d'élasticité quelconque.
REVENDICATIONS l.- Acier spécial de construction à teneur en carbone inférieure à 0.3%, contenant en alliage essentiellement du chrome, du cuivre et du manganèse, caractérisé en ce que la teneur en chrome, nettement supérieure à celle en cuivre, est de l'ordre de 0.7 à 1.1%, tandis que celle en cuivre va de 0. 25 à 0.5%, et celle en manganèse de 0. 5 à 1.0%, les autres constituants étant présents dans les proportions courantes pour l'acier doux ordinaire.
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2.- Acier pécial;decbnstrpétion suivant la re-
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