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'Objets soumis à des efforts à de basses températures.
On connait des aciers à rails contenant du soufre à raison de moins de 0,08%. On sait, en outre, que des a- ciers qui sont alliés avec'du nickel, du chrome ou du molyb- dène, présentent, à de basses températures, une ténacité à l'entaillement sensiblement plus élevée que des aciers non alliés. Pour la fabrication d'objets qui sont soumis à des températures basses, on a par suite jusqu'ici employé des aciers alliés et on les a, dans la règle, soumis à un traite- ment d'amélioration, parce que l'amélioration augmente la té nacité à l'entaillement aux températures basses.
Selon l'invention, il est possible d'employer, , comme matière première pour des objets soumis à des efforts à des températures basses; par exemple'à la température de l'air liquide,'également des aciers non alliés ou bien d'aug- menter dans ces objets la ténacité à l'entaillement à des tem- pératures basses, en utilisant des aciers contenant plus de
0,08% et jusqu'à 1 %, de préférence jusqu'à 0,35 %, de soufre.
L'action de la teneur élevée en soufre sur la téna- cité à l'entaillement d'un acier non allié, à la température de l'air liquide, découle des valeurs de ténacité à l'entail-
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lement constatées sur un acier à teneur en soufre élevée (acier 1) et sur un autre acier ayant presque la même composition, à teneur en soufre habituelle (acier 2).
Les deux aciers avaient la composition suivante :
EMI2.1
<tb>
<tb> % <SEP> C <SEP> % <SEP> Si <SEP> % <SEP> Mn <SEP> % <SEP> P <SEP> % <SEP> S
<tb> Acier <SEP> 1 <SEP> 0.28 <SEP> 0.32 <SEP> 0.58 <SEP> 0.078 <SEP> 0.17
<tb> Acier <SEP> 2 <SEP> 0.30 <SEP> 0.40 <SEP> 0.51 <SEP> 0. <SEP> 010 <SEP> 0.013
<tb>
En employant l'essai de choc sur barreau entaillé d'après Bennek, qui convient toutrparticulièrement à l'examen à de basses températures (10 sur 8 sur 55 mm, 8 mm entaille rond, 4 mm profondeur d'entaille, 6 sur 8 mm section transversale soumise au choc), on a trouvé, pour les aciers ci-dessus énoncés, à l'état amélioré par trempe à l'eau (870 /eau, 650 /air) les valeurs de ténacité à l'entaillement'suivantes :
EMI2.2
<tb>
<tb> Température <SEP> d'essai <SEP> C <SEP> Ténacité <SEP> à <SEP> lentaillement
<tb> mkg/cm
<tb> Acier <SEP> 1 <SEP> +20 <SEP> 23,9 <SEP> - <SEP> 24,6
<tb> ( <SEP> -180 <SEP> 16,4 <SEP> - <SEP> 16,7 <SEP> ' <SEP>
<tb> Acier <SEP> 2 <SEP> ( <SEP> + <SEP> 20 <SEP> 24,7 <SEP> - <SEP> 26,2
<tb> .. <SEP> -180 <SEP> 0,8- <SEP> 1,2
<tb>
L'acier à teneur élevée en soufre présente par suite à la température de l'air.liquide encore de très bonnes valeurs de ténacité à l'entaillement, tandis que l'acier doux normal se révèle à cette température comme fragile à froid.
Le comportement avantageux des aciers à teneur élevée en soufre à de basses températures reste conservé même lorsqu'on ajoute à ces aciers, pour améliorer les propriétés mécaniques et l'aptitude à subir un traitement thermique, encore des éléments d'alliage appropriés, tels que le nickel, le manganèse, le chrome, le molybdène, le tungstène, le vanadium,
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le titane, le tantale, le niobium, l'aluminium et analogues, dans des quantités allant jusquà 20 %, soit seuls, soit à plusieurs ensemble. Il est particulièrement avantageux de désoxyder fortement, avec de l'aluminium, les aciers à utiliser selon'l'invention.
REVENDICATIONS @
1. Objets soumis à des efforts à de basses températures, par exemple à la température de l'air liquide', caractérisés en ce qu'ils consistent en des aciers contenant plus de 0.08 jusqu'à l %, de préférence jusqu'à 0,35 %, de soufre.
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'Objects subjected to stress at low temperatures.
Rail steels are known which contain sulfur in an amount of less than 0.08%. It is further known that steels which are alloyed with nickel, chromium or molybdenum exhibit, at low temperatures, significantly higher notch toughness than unalloyed steels. For the manufacture of articles which are subjected to low temperatures, therefore, alloy steels have hitherto been employed and they have, as a rule, been subjected to an improvement treatment, because the improvement increases. notch toughness at low temperatures.
According to the invention, it is possible to use,, as raw material for objects subjected to stresses at low temperatures; for example 'at the temperature of liquid air,' also unalloyed steels or to increase the notch toughness in these objects at low temperatures, by using steels containing more than
0.08% and up to 1%, preferably up to 0.35%, sulfur.
The effect of the high sulfur content on the notch toughness of an unalloyed steel at liquid air temperature results from the notch toughness values.
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This is also observed on a steel with a high sulfur content (steel 1) and on another steel having almost the same composition, with the usual sulfur content (steel 2).
The two steels had the following composition:
EMI2.1
<tb>
<tb>% <SEP> C <SEP>% <SEP> Si <SEP>% <SEP> Mn <SEP>% <SEP> P <SEP>% <SEP> S
<tb> Steel <SEP> 1 <SEP> 0.28 <SEP> 0.32 <SEP> 0.58 <SEP> 0.078 <SEP> 0.17
<tb> Steel <SEP> 2 <SEP> 0.30 <SEP> 0.40 <SEP> 0.51 <SEP> 0. <SEP> 010 <SEP> 0.013
<tb>
By employing the notched bar impact test according to Bennek, which is particularly suitable for examination at low temperatures (10 by 8 by 55 mm, 8 mm round notch, 4 mm notch depth, 6 by 8 mm cross section subjected to impact), the following notch toughness values were found for the steels listed above in the condition improved by water quenching (870 / water, 650 / air):
EMI2.2
<tb>
<tb> Temperature <SEP> test <SEP> C <SEP> Toughness <SEP> at <SEP> slant
<tb> mkg / cm
<tb> Steel <SEP> 1 <SEP> +20 <SEP> 23.9 <SEP> - <SEP> 24.6
<tb> (<SEP> -180 <SEP> 16.4 <SEP> - <SEP> 16.7 <SEP> '<SEP>
<tb> Steel <SEP> 2 <SEP> (<SEP> + <SEP> 20 <SEP> 24.7 <SEP> - <SEP> 26.2
<tb> .. <SEP> -180 <SEP> 0.8- <SEP> 1.2
<tb>
Steel with a high sulfur content therefore exhibits very good notch toughness values at air temperature, whereas normal mild steel at this temperature is found to be cold brittle.
The advantageous behavior of high sulfur steels at low temperatures remains retained even when adding to these steels, to improve the mechanical properties and the ability to undergo heat treatment, further suitable alloying elements, such as nickel, manganese, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium,
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titanium, tantalum, niobium, aluminum and the like, in amounts of up to 20%, either singly or in several together. It is particularly advantageous to strongly deoxidize, with aluminum, the steels to be used according to the invention.
CLAIMS @
1. Articles subjected to stresses at low temperatures, for example at the temperature of liquid air ', characterized in that they consist of steels containing more than 0.08 up to 1%, preferably up to 0 , 35%, sulfur.