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NOUVEL ALLIAGE D'ACIER A HAUTE RESISTANCE DE RUPTURE,
L'invention consiste en un nouvel alliage d'acier à haute résistance de ruptureo
Pour obtenir des aciers à haute résistance à traction- pour charpentes,construction, et autres applications dans lesquelles les sollicitations ou charges sont élevées, il a été de pratique générale d'avoir recours à l'addition de certains éléments à la com- position qui, en combinaison avec la teneur en carbone, rendent 1' acier capable d'être trempé et recuit, cette dernière opération pro- aurant un degré de contrôle sur la dureté et la résistance à trac-
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tion résiduelles,
en relation avec l'élimination de la fragilité généralement subsistante comme résultat de l'opération de trempe*
La présente invention est relative à une nouvelle combi- naison de fer et d'éléments d'alliage, qui ne contient pas une grande quantité de carbone et procure une résistance à la traction substantiellement élevée en combinaison avec un degré élevé de duc- tilité. Cette combinaison possède les avantages que, sur une gamme étendue de températures de trempe, sa dureté et sa résistance à la traction tombent relativement lentement, en donnant ainsi un avan- tage marqué dans les traitements thermiques.
L'invention procure un alliage d'acier du type contenant de faibles proportions de nickel et de chrôme ( par exemple jusque 7% de chaque élément), en même temps que du molybdène, caractérisé en ce que la teneur en carbone n'excède pas 0, 12%, tandis que la teneur en molybdène est relativement élevée pour ce genre d'acier, nommément de l'ordre de 2 à 5%.
D'une façon plus précise, l'invention consiste en un al- liage d'acier ayant la composition ci-après:
Carbone. 0 à 0,12 %
Nickel. 3 à 7 % .
Chrome. 3 à 7 %
Molybdène. 2 à 5 % avec.ou sans les pourcentages usuels d'autres éléments comme la silice et le manganèse, employés dans les opérations de fabrication d'acier. Il rentre toutefois dans le cadre de l'invention d'ajouter des proportions quelques peu plus élevées de manganèse, en quanti- tés allant jusque, disons 5%, car cet élément tend à engendrer les propriétés désirées. Si on le désire, du tungstène peut être ajouté en quantité ne dépassant pas 4 ou 5 %.
Un exemple type d'un acier, conforme à l'invention et avec les propriétés mécaniques obtenues, est comme ci-après:
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EMI3.1
<tb> Ananlyse <SEP> %. <SEP> Carbone. <SEP> 0.08
<tb>
<tb> Silice. <SEP> 0.54
<tb>
<tb> Manganèse. <SEP> 0.54
<tb>
EMI3.2
<tb> Nickel. <SEP> 5. <SEP> 00
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 4016
<tb>
<tb> Molybdène. <SEP> 3.18
<tb>
<tb> Essais <SEP> de <SEP> dureté <SEP> forgé <SEP> 650 <SEP> 7000 <SEP> 7500 <SEP> 800 <SEP> 850 <SEP> 900 <SEP> 9500 <SEP> 1000
<tb> (30 <SEP> Kgs.Brinell)
<tb>
<tb> Refroidi <SEP> à <SEP> l'air. <SEP> - <SEP> - <SEP> 333 <SEP> 366 <SEP> 393 <SEP> 398 <SEP> 398- <SEP> 351
<tb>
<tb> Refroidi <SEP> à <SEP> l'huile. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 360 <SEP> 377 <SEP> 393 <SEP> 398 <SEP> 377 <SEP> 364
<tb>
<tb> Refroidi <SEP> à <SEP> l'eau.
<SEP> - <SEP> 329 <SEP> 321 <SEP> 360 <SEP> 386 <SEP> 375 <SEP> 388 <SEP> 388 <SEP> 375
<tb>
<tb> 387
<tb>
Propriétés mécaniques.
EMI3.3
<tb>
(Essais <SEP> sur <SEP> barreau <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> 10,75m/m <SEP> x <SEP> 38,1m/m <SEP> ) <SEP> traité <SEP> comme <SEP> barre <SEP> de <SEP> 22,22 <SEP> m/m <SEP> de <SEP> diamètre,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> Refroidissement <SEP> à <SEP> l'air <SEP> à <SEP> partir de,900 <SEP> C.
<tb>
<tb>
<tb>
(
<tb>
<tb> Traitement. <SEP> ( <SEP> Refroidissement <SEP> à <SEP> l'air <SEP> après <SEP> recuit <SEP> pendant <SEP> 1 <SEP> heure <SEP> à:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> 20000. <SEP> 500 C <SEP> 600 C
<tb>
<tb>
<tb> -------------------------------------------------------------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Déformation <SEP> per-
<tb>
<tb>
<tb> manente. <SEP> Kg/om2. <SEP> 11.294 <SEP> 12.647 <SEP> 8.462
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tension <SEP> maximum
<tb>
<tb>
<tb> (charge <SEP> de <SEP> rup-
<tb>
<tb>
<tb> ture). <SEP> Kg/om2.. <SEP> 13.449 <SEP> 13.811 <SEP> 11.105
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> . <SEP> % <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP> 20,8 <SEP> 26,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Striction, <SEP> %. <SEP> 53, <SEP> 0 <SEP> 56, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Essai <SEP> Izod.
<SEP> 38,36, <SEP> 34 <SEP> 37,40,37 <SEP> 57, <SEP> 54, <SEP> 56
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> Refroidissement <SEP> à <SEP> l'huile <SEP> à <SEP> partir <SEP> de <SEP> 900 <SEP> 0.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Traitement. <SEP> ( <SEP> Refroidissement <SEP> à <SEP> l'air <SEP> après <SEP> recuit <SEP> pendant <SEP> 1 <SEP> heure <SEP> à:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> 200 0. <SEP> 500 C <SEP> 600 C
<tb>
EMI3.4
(-----------------------------------------------------------
EMI3.5
<tb> Déformation <SEP> permanente. <SEP> Kg/om2. <SEP> 12.426 <SEP> 12.096 <SEP> 8.211
<tb>
<tb> Tension <SEP> maximum
<tb> (charge <SEP> de <SEP> rupture). <SEP> - <SEP> Kg/om2. <SEP> 13.480 <SEP> 13.527 <SEP> la. <SEP> 854 <SEP>
<tb>
<tb> Allongement. <SEP> % <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 22, <SEP> 4 <SEP> 26,4
<tb>
<tb> striction. <SEP> % <SEP> 55, <SEP> 0 <SEP> 61, <SEP> 0 <SEP> 65,5
<tb>
<tb> Essai <SEP> Izod. <SEP> 37,35,37 <SEP> 39,40,42 <SEP> 56,64,62
<tb>
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NEW HIGH RUPTURE RESISTANCE STEEL ALLOY,
The invention consists of a novel high tensile steel alloy.
In order to obtain steels with high tensile strength - for frames, construction, and other applications in which the stresses or loads are high, it has been general practice to resort to the addition of certain elements to the composition which , in combination with the carbon content, make the steel capable of being quenched and annealed, the latter operation providing a degree of control over hardness and tensile strength.
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residuals,
in connection with the elimination of the generally remaining brittleness as a result of the quenching operation *
The present invention relates to a novel combination of iron and alloying elements which does not contain a large amount of carbon and provides a substantially high tensile strength in combination with a high degree of toughness. This combination has the advantages that, over a wide range of quenching temperatures, its hardness and tensile strength fall relatively slowly, thus giving a marked advantage in heat treatments.
The invention provides a steel alloy of the type containing small proportions of nickel and chromium (for example up to 7% of each element), together with molybdenum, characterized in that the carbon content does not exceed 0.12%, while the molybdenum content is relatively high for this kind of steel, namely of the order of 2 to 5%.
More specifically, the invention consists of a steel alloy having the following composition:
Carbon. 0 to 0.12%
Nickel. 3 to 7%.
Chromium. 3 to 7%
Molybdenum. 2 to 5% with or without the usual percentages of other elements such as silica and manganese used in steelmaking operations. However, it does come within the scope of the invention to add somewhat higher proportions of manganese, in amounts up to say 5%, since this element tends to generate the desired properties. If desired, tungsten can be added in an amount not exceeding 4 or 5%.
A typical example of a steel, in accordance with the invention and with the mechanical properties obtained, is as follows:
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EMI3.1
<tb> Ananlyse <SEP>%. <SEP> Carbon. <SEP> 0.08
<tb>
<tb> Silica. <SEP> 0.54
<tb>
<tb> Manganese. <SEP> 0.54
<tb>
EMI3.2
<tb> Nickel. <SEP> 5. <SEP> 00
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 4016
<tb>
<tb> Molybdenum. <SEP> 3.18
<tb>
<tb> <SEP> tests of <SEP> hardness <SEP> forged <SEP> 650 <SEP> 7000 <SEP> 7500 <SEP> 800 <SEP> 850 <SEP> 900 <SEP> 9500 <SEP> 1000
<tb> (30 <SEP> Kgs.Brinell)
<tb>
<tb> Air cooled <SEP> to <SEP>. <SEP> - <SEP> - <SEP> 333 <SEP> 366 <SEP> 393 <SEP> 398 <SEP> 398- <SEP> 351
<tb>
<tb> Cooled <SEP> to <SEP> the oil. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 360 <SEP> 377 <SEP> 393 <SEP> 398 <SEP> 377 <SEP> 364
<tb>
<tb> Water cooled <SEP> to <SEP>.
<SEP> - <SEP> 329 <SEP> 321 <SEP> 360 <SEP> 386 <SEP> 375 <SEP> 388 <SEP> 388 <SEP> 375
<tb>
<tb> 387
<tb>
Mechanical properties.
EMI3.3
<tb>
(Tests <SEP> on <SEP> bar <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> 10.75m / m <SEP> x <SEP> 38.1m / m <SEP>) <SEP> treated <SEP> as <SEP> bar <SEP> of <SEP> 22.22 <SEP> m / m <SEP> of <SEP> diameter,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (<SEP> Cooling <SEP> to <SEP> air <SEP> to <SEP> from, 900 <SEP> C.
<tb>
<tb>
<tb>
(
<tb>
<tb> Processing. <SEP> (<SEP> Cooling <SEP> to <SEP> the air <SEP> after <SEP> annealing <SEP> for <SEP> 1 <SEP> hour <SEP> to:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (<SEP> 20000. <SEP> 500 C <SEP> 600 C
<tb>
<tb>
<tb> ----------------------------------------------- --------------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Deformation <SEP> per-
<tb>
<tb>
<tb> manente. <SEP> Kg / om2. <SEP> 11.294 <SEP> 12.647 <SEP> 8.462
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Maximum <SEP> voltage
<tb>
<tb>
<tb> (load <SEP> from <SEP> rup-
<tb>
<tb>
<tb> ture). <SEP> Kg / om2 .. <SEP> 13.449 <SEP> 13.811 <SEP> 11.105
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP>. <SEP>% <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP> 20.8 <SEP> 26.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Striction, <SEP>%. <SEP> 53, <SEP> 0 <SEP> 56, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Trial <SEP> Izod.
<SEP> 38,36, <SEP> 34 <SEP> 37,40,37 <SEP> 57, <SEP> 54, <SEP> 56
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (<SEP> Cooling <SEP> to <SEP> oil <SEP> to <SEP> from <SEP> from <SEP> 900 <SEP> 0.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Treatment. <SEP> (<SEP> Cooling <SEP> to <SEP> the air <SEP> after <SEP> annealing <SEP> for <SEP> 1 <SEP> hour <SEP> to:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (<SEP> 200 0. <SEP> 500 C <SEP> 600 C
<tb>
EMI3.4
(------------------------------------------------- ----------
EMI3.5
<tb> Permanent <SEP> deformation. <SEP> Kg / om2. <SEP> 12.426 <SEP> 12.096 <SEP> 8.211
<tb>
<tb> Maximum <SEP> voltage
<tb> (load <SEP> of <SEP> breaking). <SEP> - <SEP> Kg / om2. <SEP> 13.480 <SEP> 13.527 <SEP> la. <SEP> 854 <SEP>
<tb>
<tb> Elongation. <SEP>% <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 22, <SEP> 4 <SEP> 26.4
<tb>
<tb> necking. <SEP>% <SEP> 55, <SEP> 0 <SEP> 61, <SEP> 0 <SEP> 65.5
<tb>
<tb> Trial <SEP> Izod. <SEP> 37,35,37 <SEP> 39,40,42 <SEP> 56,64,62
<tb>