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pour : Procédé permettant de raccorder par soudure les pièces en acier 'austénitique au manganèse aux aciers de toutes nutures .
On sait que jusqu'à ce jour il était impossible de réaliser des appareils de voie en acier à 12-14 % de manganèse de structure austénitique pouvant être raccordés à la voie par soudure intéressant toute la sectie du rail. En effet, les qualités mécaniques de l'acier au manganèse, dues à sa structure aust6nitique obtenue par trempe à haute température, sont partiellerient ou
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totalement détruites lors de l'élévation de température produite par la soudure à partir de 650 environ.
Les procédés électriques actuellement utilisés ne remettent pas de réaliser la soudure totale e dénatu- rent le métal dans une zone voisine du bourrelet d'apport, même si l'on emploie des électrodes en acier austénitique au chrome-nickel.
Les procèdes de soudure par aluminothemie ou à la poche du fait qu'ils nécessitent une température élevée dénaturent -le métal de la pièce. De plus le métal de soudure est dénaturé en raison d'une migration dans ce métal du carbone et du manganèse provenant de l'acier au manganèse. Il devient alors dangereux de soumettre l'ensemble soudé à une hypertrempe pour créer ou rétablir la structure austénitique de l'acier au manganèse.
La présente invention a jour objet un procédé permettant de raccorder des pièces an acier austénitique au manganèseet notamment en acier à 12 à 14 % de Mn à des pièces d'acier de toute nature (acier à rails ou autre ).
Le procédé consiste essentiellement à souder la pièce d'acier austénitique au manganèse à une pièce intermédiaire en un acier susceptible de ne présenter après hypertrempe aucune fragilité (par exemple, de l'acier à faible teneur en carbone) et à utiliser, pour cette soudure, un métal d'apport offrant pratiquement, après hypertrempe, la même structure austénitique que l'acier à 12-14 % de manganèse traité (par exemple. de l'acier austénitique dit inoxydable au chrome et aU nickel) puis à soumettre l'élément métallique composite
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ainsi formé à une hypertrempe, après quoi l'on peut souder l'extrémité libre de la partie intermédiaire à tout autre acier qui a été choisi (acier à rails ou acier d'autre nuance).
Le métal d'apport particulier dont il est fait choix oppose une barrière à la migration du carbone et du manganèse, de l'acier austénitique au manganèse et, même s'il y a faible, cheminement du carbone, le métal d'apport ne se trouve pas dénaturé. L'hypertrempe confère 'à l'acier au manganèse ou lui restitue la structure austénitique mais elle ne nuit pas ou pratiquement pas aux qualités du métal constitutif de la pièce intermédiaire. Il y a intérêt à donner à cette dernière une longueur telle que l'acier austénitique au manganèse ne subisse pas d'élévation de température préjudiciable, lors de la soudure finale de la pièce d'acier à rail ou acier de toute autre nuance à cette pièce intermédiaire.
Pour l'exécution de la soudure, on peut couler à très haute température, le métal d'apport dans un moule convenablement disposé autour du joint formé entre la pièce d'acier au manganèse et la pièce intermédiaire. Il est recommandé de porter la région du joint, avant la coulée du métal d'apport, à une température élevée par exemple à une température voisine de rouge cerise clair, c'est-à-dire à environ 900 .
Dans le cas où. l'on emploie la méthode aluminothermique, l'acier austénitique peut être obtenu directement par réduction d'un mélange d'oxyde de fer, d'oxyde 'de chrome et d'oxyde ue nickel par l'aluminium, les additions convenables étant introduites dans cette charge
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pour constituer les autres éléments de l'acier. On peut aussi ajouter simplement au mélange doxyde de fer et d'aluminium du chrome et du nickel métallique, Le procédé est identique au procédé utilisé pour préparer industriellement les ferro-chromes et les ferro-chrome-nickel.
Dans le cas ou l'on utilise comme Métal d'apport du métal obtenu par les procédés ordinaires, celuici peut être réchauffé à la température convenable par un mélangeconvenablement dosé d'oxydes et d'aluminium ou par tout autre procédé.
On conçoit qu'au lieu de souder en fin d'opération la pièce d'acier à rail ou d'acier de toute autre nuance à la pièce intermédiaire préalablement assemblée à la pièce d'acier au manganèse, on pourrait d'abord unir la pièce intermédiaire à la pièce d'acier à rail ou d'acier de toute autre nuance puis opérer la soudure de la pièce d'acier au manganèse à la pièce intermédiaire et exécuter ensuite l'hypertrempe
Le procédé. objet de l'invention convient spécia- lement au raccord d'appareils de voie en acier au manganèse à des rails de chemins de fer, de tramway, etc...
Comme métal d'apport donnant satisfaction, on Mentionnera, à titre d'exemple, non limitatif, les aciers austénitiques au nickel-chrome contenant; 0 ,10 à 0,30 /- de C
6 à 12% de Ni
14 à 20% de. Cr
0,50 à 0,75 % de Si
0,30 à 0,60 de Mn
Pour l'hypertrempe créant ou régénérant, la
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structure austénitique de l'acier à 12-14 %de manganèse les températures choisies seront les températures habituellement employées-:soit des températures égales ou supérieures à 950 .
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au procédé qui vient d'être décrit sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS 1 ' procédé permettant d'assembler par soudure des pièces d'acier austénitique à haute teneur en manganèse à des pièces en acier de toute nature tel qu'acier à rail, procédé dans lequel on utilise pour réaliser l'assemblage une pièce intermédiaire faite de tout acier soudable susceptibe de ne présenter aucune fragilité après hypertrempe (par exemple de l'acier à faible teneur en carbone) et l'on soude cette pièce intermédiaire à la pièce' d'acier au manganèse avec un métal d'apport offrant pratiquement après hypertrempe la même structure austénitique que l'acier au manganèse considéré (par exemple de l'acier austénitique dit inoxydable au chrome et au nickel)
puis un soumet l'élément métallique composite ainsi formé à une hypertrempe.
2 Procédé selon 1 , caractérisé par le fait que l'on donne à la pièce intermédiaire une longueur suffisante pour que l'acier austénitique au manganèse ne subisse pas d'élévation de température préjudiciable lors de l'exécution de la soudure spécifiée sous 1 .
3 Procédé selon 1 ou 2 , caractérisé par l'exécu- tion de l'apport du Métal de soudure par coulée de ce métal dans un moule disposé autour du joint des pièces à assembler.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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for: Process for connecting parts made of austenitic manganese steel to steels of all types by welding.
It is known that until now it was impossible to produce points and crossings out of 12-14% manganese steel with an austenitic structure that could be connected to the track by welding involving the whole rail sector. In fact, the mechanical qualities of manganese steel, due to its austenitic structure obtained by high temperature quenching, are partial or
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totally destroyed during the temperature rise produced by welding from around 650.
The electrical processes currently in use do not require complete welding and denature the metal in an area adjacent to the filler bead, even if austenitic chromium-nickel steel electrodes are used.
The processes of welding by aluminothemia or by ladle, because they require a high temperature, denature the metal of the part. In addition, the weld metal is denatured due to migration into this metal of carbon and manganese from the manganese steel. It then becomes dangerous to subject the welded assembly to a hyperhardening to create or restore the austenitic structure of the manganese steel.
The present invention relates to a method making it possible to connect parts made of austenitic manganese steel, and in particular made of 12 to 14% Mn steel, to parts of steel of any kind (rail steel or other).
The process consists essentially in welding the part of austenitic manganese steel to an intermediate part made of a steel liable to exhibit no brittleness after hyperhardening (for example, low carbon steel) and to use, for this welding , a filler metal offering practically, after quenching, the same austenitic structure as the steel with 12-14% manganese treated (for example. composite metal element
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thus formed by hyperquenching, after which the free end of the intermediate part can be welded to any other steel which has been chosen (rail steel or steel of other grade).
The particular filler metal chosen opposes a barrier to the migration of carbon and manganese, from austenitic steel to manganese and, even if there is little carbon path, the filler metal does not is not denatured. Hyperquenching confers' on the manganese steel or restores it the austenitic structure but it does not or practically no harm to the qualities of the constituent metal of the intermediate part. It is advantageous to give the latter a length such that the austenitic manganese steel does not undergo a detrimental rise in temperature, during the final welding of the piece of steel to rail or steel of any other grade to this intermediate piece.
For the execution of the weld, the filler metal can be cast at very high temperature in a mold suitably arranged around the joint formed between the piece of manganese steel and the intermediate piece. It is recommended to heat the joint region, before pouring the filler metal, to an elevated temperature, for example to a temperature close to light cherry red, i.e. around 900.
In the case where. the aluminothermic method is used, the austenitic steel can be obtained directly by reduction of a mixture of iron oxide, chromium oxide and nickel oxide with aluminum, the suitable additions being introduced in this load
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to constitute the other elements of the steel. It is also possible to simply add chromium and metallic nickel to the mixture of iron and aluminum oxide. The process is identical to the process used to industrially prepare ferro-chrome and ferro-chromium-nickel.
In the case where metal obtained by ordinary processes is used as the filler metal, it can be reheated to the suitable temperature by a suitably dosed mixture of oxides and aluminum or by any other process.
It is understood that instead of welding at the end of the operation the piece of rail steel or steel of any other grade to the intermediate piece previously assembled to the piece of manganese steel, it would first be possible to unite the intermediate piece to the piece of rail steel or steel of any other grade then weld the piece of manganese steel to the intermediate piece and then perform the hyperhardening
The process. object of the invention is particularly suitable for connecting manganese steel switchgear to rails of railways, tramways, etc.
As satisfactory filler metal, mention will be made, by way of nonlimiting example, of austenitic nickel-chromium steels containing; 0.10 to 0.30 / - of C
6 to 12% Ni
14 to 20% of. Cr
0.50 to 0.75% Si
0.30 to 0.60 of Mn
For hyperquenching creating or regenerating, the
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austenitic structure of steel with 12-14% manganese the temperatures chosen will be the temperatures usually used: either temperatures equal to or greater than 950.
It goes without saying that modifications can be made to the method which has just been described without departing from the scope of the present invention.
CLAIMS 1 'method for assembling by welding parts of austenitic steel with high manganese content to steel parts of any kind such as rail steel, method in which is used to achieve the assembly an intermediate part made of any weldable steel liable to exhibit no brittleness after hyperhardening (for example steel with a low carbon content) and this intermediate piece is welded to the piece of manganese steel with a filler metal offering practically after quenching the same austenitic structure as the manganese steel considered (for example austenitic steel called stainless with chromium and nickel)
then one subjects the composite metal element thus formed to a hyperquenching.
2 Method according to 1, characterized in that the intermediate part is given a sufficient length so that the austenitic manganese steel does not undergo a detrimental temperature rise during the execution of the weld specified in 1.
3 Method according to 1 or 2, characterized by the execution of the supply of the welding metal by casting this metal in a mold arranged around the joint of the parts to be assembled.
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