<Desc/Clms Page number 1>
Il ACIERS SPECIAUX Il
La présente invention est relative aux aciers spé- ciaux au chrome et au nickel, austenitiques, résistant à la corrosion et elle vise principalement à réaliser des moyens augmentant la réa.stance de ces aciers à certains gen- res de corrosion.
Les aciers austénitiques, résistant à la corrosion, contenant du chrome et du nickel, sont largement utilisés pour résister à des agents qui attaqueraient rapidement le fer et l'acier ordinaires. Malgré l'excellente résistance des aciers connus au chrome et au nickel à une corrosion géné- rale et uniforme 'sur la surface. du métal, il se produit une
<Desc/Clms Page number 2>
détérioration et des défectuosités gênantes du fait d'atta- . ques locales qui donnent des trous ou des creux. Une atta- que locale de ce genre rend l'objet inutilisable bien avant qu'une détérioration ou une usure générale aient eu lieu.
On a constaté deux types distincts d'attaque lo- calisée dont les effets se distinguent facilement quoique leurs causer finales puissent être analogues. L'un d'eux est ca- ractérise par la formation de trous et de piqûres de diamètre relativement faible, en des points situés sur toute la sur- face du metal sujet à corrosion ; engénéral, on peut appe- ler cela "piqûre". L'autre est la ''corrosion de contact" qui ne se produit que sur ou au voisinage d'une zone de contact d'un objet avec la surface en métal résistant à la corrosion.
L'objet peut être en une matière quelconque telle qu'un peu de saleté, de la rouille, de l'huile, du verre, du bois ou même de l'acier au chrome et au nickel. Quoique la corrosion par contact ne se propage en général pas sur toute la sur- face du métal, les diamètres des emplacements corrodés sont beaucoup plus grands que ceux des trous faits par piqûre.
On a essayé de remédier aux attaques localisées en augmentant les pourcentages de chrome et de nickel, en aug- mentant ainsi le. noblesse de l'acier; cependant des aciers contenant même Jusqu'à 25% de chrome et 20% de nickel sont susceptibles de se piquer, quoiqu'ils soient un peu plus ré- sistants que les aciers spéciaux inférieurs à la corrosion par contact.
Dans l'autre sens, on a réduit la noblesse de l'acier en réduisant lesteneurs en chrome et en nickel jus- qu'à un peint où la corrosion générale se propage à vitesse modérée, mais cette façon de faire rend le métal moins ré- sistant à la corrosion par contact et ne supprime pas les pi- qûres.
<Desc/Clms Page number 3>
Conformément à la présente invention, on améliore la résistance des aciers spéciaux au chrome et au nickel en y incorporant des quantités relativement faibles de molybdène et de niobium ou de molybdène et de manganèse. On a constaté que de faibles additions de ces éléments avaient pour effet d'améliorer la résistance des aciers au chrome et au nickel à'une corrosion localisée.
En quelques mots, le molybdène re- tarde fortement les piqûres et retarde moins fortement la cor- rosion par contact et, quoique le niobium ou le manganèse n'empêche que faiblement l'une ou l'autre des formes d'atta- que, des additions de molybdène et de niobium ou bien ;: de mo- lybdène et de manganèse améliorent considérablement la ré- sistance des aciers aux deux types de corrosion localisée. 'Les chiffres donnée dans les tableaux A et B montrent les amélio- rations obtenues avec ces additions.
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
.i' 3lhü A 001,'PUSI,2IO11 ( le reste étant du 'L'or )
EMI4.2
',Acier % Or %Ni 5W 014.
%Si %Lïb %àlp ?¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯##¯¯¯¯¯¯¯.###-######
EMI4.3
<tb> 1 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,09 <SEP> 0,6 <SEP> 0,2 <SEP> Néant <SEP> Néant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,07 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> Néant <SEP> Néant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,06 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> 0,72 <SEP> Néant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,09 <SEP> 0,5 <SEP> 0,3 <SEP> Néant <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,10 <SEP> 0,5 <SEP> 0,3 <SEP> Néant <SEP> 3,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,08 <SEP> 0,5 <SEP> 0,4 <SEP> 0,5 <SEP> 3
<tb>
EMI4.4
7 18 9 0,09 0,5 0,4 0,
75
EMI4.5
E"Gat de 1-lécheii-Gilloilaprès
EMI4.6
<tb> pulvérisation <SEP> avec <SEP> Immersion <SEP> pendant <SEP> 5 <SEP> ' <SEP> -Immersion <SEP> pendant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> une <SEP> solution <SEP> NaCl <SEP> heures <SEP> dans <SEP> une <SEP> so- <SEP> 1,5 <SEP> heure <SEP> dans
<tb>
EMI4.7
Acier à 20 pendant un an lutioll de 2?aCl à une solution de ' .
If 10- + Fe013 à 0, 5Ó HaC13 à 16 +
EMI4.8
<tb> FeCl3 <SEP> à <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> , <SEP> 2 <SEP> Piqué <SEP> en <SEP> 5 <SEP> mois <SEP> + <SEP> Fortement <SEP> piqué <SEP> Fortement <SEP> piqué
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> 3. <SEP> 'corrosion <SEP> de <SEP> con-
<tb>
<tb> tact <SEP> important
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> Piqûres <SEP> et <SEP> corro- <SEP> Non <SEP> affecté <SEP> Non <SEP> affecté
<tb>
<tb>
<tb> sion <SEP> par <SEP> contact
<tb>
<tb> légères
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Presque <SEP> non <SEP> affec- <SEP> Légères <SEP> piqûres <SEP> Légères <SEP> piqûres
<tb>
<tb> té
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> Non <SEP> affecté <SEP> Non <SEP> affecbé <SEP> Non <SEP> affecté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> Non <SEP> affecte <SEP> Non <SEP> affecté <SEP> Non <SEP> affecté
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
l'hBTaLlU aOlVIPOSI'lIION ( le reste étant du fer ) .....................................
EMI5.2
<tb>
Acier
<tb>
<tb> No <SEP> . <SEP> % <SEP> Cr <SEP> / <SEP> Ni <SEP> % <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Si <SEP> % <SEP> Mn <SEP> % <SEP> Mo <SEP>
<tb>
EMI5.3
1 1 1 1
EMI5.4
<tb> 1 <SEP> . <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,09 <SEP> 0,2 <SEP> 0,6 <SEP> Néant
<tb>
EMI5.5
2 : 18 9 0,07 0 , 5 0 , 5 Néant
EMI5.6
<tb> 3 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,08 <SEP> 0,3 <SEP> 3 <SEP> Néant
<tb>
<tb> 4 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,09 <SEP> 0,3 <SEP> 0,5 <SEP> 2
<tb>
<tb> 5 <SEP> 18 <SEP> 9 <SEP> 0,10 <SEP> 0,3 <SEP> 0,5 <SEP> 3,5
<tb>
<tb> 6 <SEP> 19 <SEP> 9 <SEP> 0,08 <SEP> 0,4 <SEP> 3,1 <SEP> 2,6
<tb>
<tb> ................................
<tb>
Etat de l'échantillon après Acier: Pulvérisation Immersion pen- Immersion pendant
No. : avec unesolu- dans 5 heures 1,5 heure dans une
EMI5.7
tion NaOl à 20% dans une solu- solution de NaOl à pendant un an , tion de Naos à 10% + Fe0l3 à 5 10% + FeCl3 à
0. 5%
EMI5.8
- - - - - - - - - - - - - , ¯ ¯ ¯ ¯ .......¯ ¯ ¯ ... , ..
EMI5.9
<tb>
1 <SEP> et <SEP> .Piqué <SEP> et <SEP> corro- <SEP> Fortement <SEP> pi- <SEP> Fortement <SEP> piqué
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> sion <SEP> par <SEP> con-- <SEP> qué
<tb>
<tb>
<tb> tact <SEP> important
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> 5 <SEP> mois <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Piqûres <SEP> et <SEP> cor- <SEP> Fortement <SEP> pi- <SEP> Fortement <SEP> piqué
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> rossions <SEP> par <SEP> qué
<tb>
<tb>
<tb> contact <SEP> légères
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> Piqûres <SEP> et <SEP> cor- <SEP> Non <SEP> affecté <SEP> Non <SEP> affecté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rosions <SEP> par
<tb>
<tb>
<tb> contact <SEP> légè-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :
<SEP> res
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Pratiquement <SEP> Légèrement <SEP> pi- <SEP> Légèrement <SEP> piqué
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> non <SEP> affecté <SEP> qué
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> ' <SEP> Pratiquement <SEP> Non <SEP> affecté <SEP> Non <SEP> affecté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> non <SEP> affecté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ................................
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
Ces tableaux montrent les résultats d'essais faits sur différents aciers en utilisant des solutions de chlorure de sodium de différentes concentrations, avec et sans addition de chlorure ferrique. Les essais indiqués sous les titres "Ré- sultats d'essais de pulvérisation saline, solution de chlorure de sodium à 20 %", "Résultats d'essais dans du chlorure de sodium à 10% + chlorure ferrique à 0,5 %" et "Résultats d'es- sais dans du chlorure de sodium à 10% + chlorure ferrique à 5%" donnent le moyen de déterminer si les aciers sont sujets à piqûres ou à corrosion par contact ou les deux, pourvu que l'on ait utilisé le type convenable d'échantillon:
Pour faire ces essais, on a pris un petit échantillon plein de forme cylindrique ayant approximativement 22 mm de diamètre et 25 mm de long.
On a poli relativement assez for- tement l'échantillon sur toutes ses surfaces de façon à pouvoir déceler facilement une attaque. Les essais de pulvérisation au sel faits avec une solution de chlorure de sodium à 20% con- sistent à exposer l'échantillon à la pulvérisation au moyen d'une solution de chlorure de sodium à 20%,tandis qu'une surface de 1'échantillon est au contact d'une plaque de ver- re sur laquelle il repose. Au bout de peu de mois, un acier susceptible d'une attaque localisée se pique par dessus, tan- dis que la surface inférieure, au contact du verre, donne à la fois des piqûres et une corrosion par contact.
Les essais faits dans les solutions de chlorure de sodium à 10% con- tenant du chlorure ferrique ont été employées séparément pour déceler la susceptibilité aux pigûres seules. Des surfaces plates des aciers ont été placées au contact de verre et ex- posées simultanément à un agent corrodant, car on a constaté que le verre favorisait l'attaque par contact.
<Desc/Clms Page number 7>
Dans les deux tableaux ci-dessus, on a constaté qu'à.la fin d'une période de 5 mois, les aciers contenant 18% de chrome et 8% de nickel uniquement étaient sujets à la fois à des piqûres et à des corrosions par contact dans l'essai de pulvérisation par le sel et se piquaient rapidement dans des solutions de chlorure de sodium contenant du chlorure ferri- que dans lesquelles les échantillons étaient plongés.
Le ta- bleau A'indique également que les aciers contenant seulement du molybdène sont très résistants aux piqûres, mais qu'après une longue période d'attaque, ces aciers deviennent graduel- lement sujets au type d'attaque par contact. Oependant, lors- qu'il y avait à la fois des additions de niobium et de molyb- dène, le métal était très résistant aux deux types d'attaque.
Le tableau B indique que les aciers contenant du mo- lybdène et peu de manganèse étaient assez résistants aux pi- qûres, mais que, pendant de longues périodes d'exposition, cet alliage devient graduellement sujet au type d'attaque par contact. D'autres chiffres du tableau B montrent que les ad- ditions de manganèse au voisinage de 3% aident beaucoup à re- tarder le développement à la fois des piqûres et de la corrosion par contact lors d'une exposition à l'atmosphère de pulvéri- sation saline, mais que les aciers au chrome et au nickel con- tenant 3% de manganèse semblent être très susceptibles d'être piquées dans des solutions de chlorure de sodium contenant du chlorure f.errique. Il est évident qu'en mettant à la fois du molybdène et du manganèse,
les aciers sont nettement amé- liorés vis-à-vis des deux types de corrosion.
<Desc/Clms Page number 8>
En outre, lorsque l'on introduit suffisamment de manganèse, ceci a pour effet de s'opposer à la tendance qu'a le constituant ferritique de se développer dans les aciers au chrome et au nickel austénitiques du fait de l'addition de molybdène, ce qui permet de laminer directement les aciers contenant du molybdène à partir de lingots de grande dimen- sion, pour donner des objets commerciaux. S'il n'y a pas as- sez de manganèse, les aciers au chrome et au nickel conte- nant du molybdène peuvent avoir tendance à se fissurer pen- dant le laminage à chaud ou le forgeage du fait de la quan- tité excessive de constituants ferritiques présente dans les aciers au chrome et au nickel coulés contenant du mol ybdène .
Bien qu'il soit exact que l'on peut réduire la quantité de constituant ferritique en augmentant les teneurs en carbone et en, nickel et en réduisant la teneur en chrome des aciers, ceci provoque une diminution de la résistance à la corrosion en général. ainsi, le manganèse joue un autre rôle impor- tant qui est qu'il permet de faire des objets ayant une fai- ble teneur en carbone et contenant également des pourcenta- ges optimum de chrume.
La présente invention vise les aciers spéciaux et les objets qui, en service normal, saut soumis à des con- ditions de corrosion qui produiraient une attaque ar cor- rosion localisée dans des ooes faits d'aciers au chrome et au nickel auténitiques, contenant environ 16 à 30 % de chrome, environ 7 à 20% de nickel, du carbone en quantité ne dépassant pas 0,2% et des quantités efficaces d'auditions
<Desc/Clms Page number 9>
de molybdène et de manganèse ou de molybdène et de niobium , suffisantes pour empêcher une attaque par corrosion loca- lisée: On met le molybdène, de façon appropriée, en quantité d'environ 1 à 5 % par rapport à l'acier.
Le manganèse doit être présent en quantité comprise entre 1,5 et 5 % , quoiqu' il soit préférable d'avoir au moins 2%. de manganèse. Le nio- bium, lorsqu'on l'utilise avec du molybdène , doit être en quantité égale à au moins quatre fois celle du carbone mais pas plus d'environ plus environ dix fois la teneur en carbone. De préférence, on met dans l'acier environ 1 à 4 % de manganèse de façon à améliorer ses propriétés de travail à la forge et ses caractéristiques de travail à chaud., La quantité habituelle de silicium présente dans l'acier com- mercial peut également se trouver ici, mais il est préfé- rable que la teneur en silicium soit inférieure à 1%.
Le tableau ci-dessous donne la gamme préférée en % des constituants de l'alliage.
Chrome 16 à 24
Nickel 8 à 14
Carbone Pas plus de 0,12
EMI9.1
Molybdène 2,5 à 3,5 as moi)as6 fois la teneur Molybdène 2,5 à 4 en carbone, .nais pas plus de c), 5jo + 10 fois.la teneur en ou carbone Manganèse 2 à 4 ( Manganèse 1,5 à 3
Silicum Pas plus de 0,6
Fer ¯ . le restant
Une des applications les plus importantes de l'acier selon l'invention est de résister à l'eau de mer ou à de l'eau .'.. contenant d'.autres chlorures telle/qu'il en existe dans les opérations industrielles.
L'acier selon la présente invention
<Desc/Clms Page number 10>
possède également une résistance générale élevée à la corro- sion et ne subit pratiquement pas de corrosion inter-granu- Ceci est une caractéristique extrêmement importante car les aciers au chrome et au nickel austénitiques conte- nant du molybdène, mais pas de niobium ou de manganèse, ne sont pas exempts d'attaque sur les limites des grains, après traitement dans la zone comprise entre environ 400 et 900 et ils présentent une plus grande susceptibilité à la for- mation de piqûres dans les zones voisines des soudures fai- tes sur eux. Lorsqu'il y a , à la fois, du molybdène et du niobium eu du manganèse, les aciers ne présentent pas cet inconvénient.
Une des plus importantes applications des aciers selon l'invention est; de résister à. l'action corrosive de l'eau de mer ou d'eau contenant d'autres chlorures telle qu'il en existe dans les applications industrielles. En géné- ral, dans des cas de ce genre, les agents corrosifs ont une valeur de pH inférieure à 7, '.ébat qui fait que des piqû- res s'effectuent rapidement dans les aciers ordinaires au chrome et au nickel.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.