BE465513A

BE465513A -

Info

Publication number: BE465513A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  MÉMOIRE DESCRIPTIF' 
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION 
 EMI1.1 
 la Société dite: IPERIL CF1E.ICAL INDUSTRIES LI19ITED Perfectionnements aux alliages à base de cuivre. Demande de brevet anglais du 17 Octobre 1941 en   sa:faveur   et en 
 EMI1.2 
 faveur de :4.h. COOK et W.O. ALEXANDER. 



   La présente invention se rapporte à la fabrication de bronzes d'aluminium contenant du chrome. 



   Suivant l'invention décrite dans le brevet anglais   nO.537.404   on soumet, dans un procédé de fabrication d'alliages   à base de cuivre, résistant à la. corrosion, un bronze d'aluminium, contenant de 1 à 12% d'aluminium et 0.05;o à 1% de chrome,   à un traitement thermique dans lequel on chauffe l'alliage à des températures comprises entre 700 C. et le point de fusion de l'alliage, dans le but d'amener tout le chrome,ou une partie relativement importante du chrome, à l'état de solution solide, ensuite on soumet l'alliage à un refroidissement rapide, grâce auouel le chrome est retenu dans une forte mesure dans   l'état   de solution solide et on évite tout traitement thermique subséquent susceptible de provoquer un durcissement de l'allia- ge par précipitation ou par vieillissement.

   L'invention décrite dans ce brevet est applicable non seulement à des bronzes d'alu- minium ordinaires contenant du chrome, mais aussi aux bronzes d'aluminium qui contiennent de petites proportions, jusqu'à 5% de chaque substance. additionnelle comme par exemple le manganèse, le zinc et le fer. 



   Or, la présente invention est basée sur la découverte que le procédé faisant l'objet de l'invention'susdite peut être appliqué aussi à la fabrication de bronzes d'aluminium alpha, résistant à la corrosion, et permet ainsi de   préparer,   plus économiquement que les bronzes d'aluminium décrits dans le dit brevet, des alliages contenant une proportion relative- ment importante de zinc et conservant en même temps des proprié- tés intéressantes de résistance à la corrosion. 



   On a déjà proposé de fabriquer un alliage de bronze pour pièces de condenseurs en mélangeant d'abord à une quantité de 70% ou plus de cuivre et de 1% ou plus d'aluminium, tme cer- taine quantité de zinc et en ajoutant ensuite 0,2 à 2% de chrome, par petites quantités à la fois. Un bronze d'aluminium ayant la. composition particulière de 76% de cuivre,   22%@de   zinc, 2% d'aluminium et pas plus que 0,5% de chrome, a aussi été proposé pour pièces de condenseurs et d'objets analogues. Dans ces   propositions   on ne fait cependant aucune mention' 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 concernant l'application d'un traitement thermique particulier et on n'y a pas reconnu l'importance qu'il y a d'éviter le dur- cissement de l'alliage par précipitation, pour maintenir les propriétés de résistance à la corrosion. 



   Suivant la présente invention on soumet, dans la fabrication des alliages à base de cuivre, résistant à la cor-   rosicn,   un bronze d'aluminium constitué essentiellement par la phase alpha, contenant de 1% à 8% d'aluminium, et ayant une teneur en zinc supérieure à 5% et ne dépassant   pas 50%,   et une teneur en chrome non-inférieure à   0,05%   et non-supérieure à 1%, à un traitement thermique dans lequel on chauffe l'alliage à des températures situées entre 700 C.

   et le point de fusion de l'alliage considéré, dans le but d'amener tout le chrome ou une partie relativement importante de celui-ci à un état de solution solide, on refroidit ensuite rapidement l'alliage et on évite tout traitement thermique subséquent susceptible de provoquer un durcissement de l'alliage par précipitation ou par vieillissement. 



   La quantité préférée de chrome est de 0,2% à 0,5% De préférence le traitement thermique comprend un chauffage à une température de   800 C,   à 900 C. et est suivi immédiatement par un refroidissement bruque dans de l'eau, les températures inférieures du traitement thermique étant   préférées   pour les alliages ayant une plus forte teneur en zinc. 



   De petites quantités d'impuretés qui n'ont pas d'effet nuisible pour les alliages peuvent être présentes et/ou on peut ajouter de petites quantités d'autres substances dans des buts particuliers suivant la pratique ordinaire; par exemple, on peut ajouter jusqu'à   0.05%   d'arsenic ou de phosphore pour réduire ou empêcher la   dézincification.   Les alliages peuvent aussi contenir jusqu'à 5% de manganèse, et on peut y ajouter aussi, si on le désire, une quantité de nickel s'élevant   jusqu'à   10%, de préférence de 3% à 5%, dans le but d'augmenter la résistance et la dureté. 



   On sait que la micro-structure des bronzes alpha-béta varie suivant le traitement thermioue auquel on les soumet. 



  Par certains traitements thermiques connus, certains de ces   alliages peuvent être obtenus sous forme de solutions solides homogenes, tandis qu'à la suite d'autres traitements thermiques,   les alliages'peuvent contenir un mélange de phases, par exemple alpha + béta. D'autre part on sait aussi que les bronzes en général, y compris les bronzes qui contiennent un troisième élé- ment, comme par exemple les bronzes d'aluminium faisant l'objet de la présente invention, développent leur   résistance   optimum à la corrosion lorsqu'ils sont sensiblement complètement à l'état de phase alpha, et que, la présence de quantités appréciables de phase   bêta   influence nuisiblement la résistance de l'alliage à la corrosion.

   De très petites quantités de phase béta peuvent cependant être présentes sans exercer une action appréciable sur la résistance des alliages à la corrosion, et par conséquent l'expression"sensiblement complètement à l'état de phase alpha", employée dans la présente description, envisage aussi la présence de telles petites quantités de phase bêta dans les alliages. 



  Dans des alliages préparés suivant la présente invention, le rapport des teneurs en zinc et en aluminium doit, par conséquent,   être tel que les alliages soient retenus sensiblement complètement à l'état de phase alpha. Le diagramme annexé montre la   structure de phase d'une gamme étendue de bronzes d'aluminium, qui ont subi un traitement thermique suivant le procédé faisant l'objet de la présente invention, et la ligne mitoyenne XY montre 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 les limites de solubilité solide alpha. Sur ce diagramme on voit que pour un alliage alpha contenant par exemple 10% de zinc, la teneur maximum admissible en aluminium est de 6% et qu'en général les teneurs maxima en zinc et en aluminium varient inversement. 



   Les alliages peuvent être travaillés à chaud et/ou à froid avant de les soumettre au traitement thermique de dissolution, et si on le désire on peut les travailler à froid après ce traitement thermique de dissolution. Les opérations ordinaires de recuit après le travail à froid peuvent être exécutées avant le traitement thermique de dissolution, mais lorsqu'on applique un traitement thermique subséquent, postérieur au traitement thermique de dissolution, par exemple dans le but de supprimer les tensions internes dans la matière, il faut prendre soin pour que ce traitement thermique subséquent soit exécuté à une température telle que le chrome soit maintenu en grande partie à l'état de   solution   solide, et qu'il ne survienne pas de trempe ou de durcissement par vieillissemtn.

   De telles températures ne doivent pas dépasser   420 C.,   et sont en général considérablement moindres. La présence de chrome a peu ou pas d'effet du tout sur les limites de la solubilité solidealpha des alliages, et conduit en outre à une restriction de l'accroissement de la grandeur des grains, ce qui est une précaution nécessaire lorsque l'on exécute des traitements thermiques à des températures comprises entre environ 700 C. et la température de fusion des alliages. 



   Au cours de la préparation de l'alliage, le chrome est de préférence incorporé dans une masse fondue contenant du cuivre sous forme d'un durcissant cuivre-chrome. Le durcissant peut être soit un alliage ordinaire cuivre-chrome contenant par exemple de 10 à 15% de chrome, et sensiblement exempt d'autres additions ou impuretés, ou bien il peut être sous forme d'un alliage ternaire contenant environ 10 à 15% de chrome et une proportion similaire d'aluminium. Lorsque le durcissant s'est dissous dans la masse fondue, on ajoute la quantité totale ou le reste de l'aluminium et ensuite le zinc. Des désoxydants sont ajoutés au métal fondu en quantités suffisantes pour assurer l'absence d'oxygène dans la masse fondue, ensemble avec un agent destiné à réduire ou à empêcher la dézincification, si c'est nécessaire.

   Du charbon de bois ou des   fondants,  tels que du borax, du verre ou des substances analogues peuvent etre employées pour recouvrir le métal pendant la fusion et la coulée. 



   Dans une forme d'exécution de la présente invention, appliquée à la fabrication de tubes de condenseur, un alliage   ayant la composition : cuivre88,1%, aluminium 6,5%, zinc 5%,   et chrome 0,4%, est fondu et coulé de la façon décrite ci-dessus, et les billettes coulées sont amenées par extrudage ou perçage à chaud à la forme d'ébauches tubulaires à parois épaisses. Les ébauches tubulaires sont ensuite   étiréesà   froid par une série d'opérations d'étirage alternant avec les étapes de recuit intermédiaires nécessaires. L'étape de recuit final comprend le chauffage des produits à une température d'environ 850 C. pendant une durée d'une heure et ensuite un refroidissement brusque dans de l'eau. Les tubes sont ensuite soumis à une opération finale d'étirage à froid. 



   Dans le tableau 1 sont indiqués, à titre d'exemple, un certain nombre d'alliages fabriqués suivant la présente invention, ainsi que les caractéristiques numériques relatives à leur résistance à la corrosion et, à titre comparatif, les caractéristiques numériques relatives à la corrosion de certains 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 de ces alliages, durcis par vieillissement par un traitement thermique en deux stades connus.Les essais de corrosion furent   exécutes   dans des conditions similaires et pendant les mêmes durées, à savoir pendant 500 heures, comme dans les essais   appliques aux alliages fabriqués suivant le brevet anglais n .537.404.

   Les essais consistaient en essais de corrosion     accélérée   dans lesquels des échantillons pesés furent immer- 
 EMI4.1 
 gés dans de l'eau de mer maintenue en circulption, en circuit   ferme,   pendant 500 heures, après quoi les échantillons furent enlevés, séchés et repesés, la perte de poids par unit de surface de chaque échantillon étant prise comme indication de 
 EMI4.2 
 sa r5sist3nce à 1? corrosion.   TABLEAU   I. 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> Alliage <SEP> % <SEP> de <SEP> % <SEP> de <SEP> % <SEP> de <SEP> : <SEP> % <SEP> de <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> corrosion
<tb> 
 
 EMI4.4 
 N . : cuivre : aluminium: zinc chrome:nesure par la perte de ¯..¯ ¯¯... i ¯ -:-----.Poids en mg dm . 



  Apres traite- Apres traiz : : :ment therTIi'1Ue : teint 
 EMI4.5 
 
<tb> 
<tb> :de <SEP> dissolution <SEP> thermique
<tb> .suivant <SEP> la <SEP> pré-: <SEP> de <SEP> dissolu-
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> sente <SEP> invention/ <SEP> tion <SEP> et
<tb> trempe <SEP> à
<tb> 
 
 EMI4.6 
 ..... 550 C.pn¯ 
 EMI4.7 
 
<tb> 
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> dant <SEP> 2 <SEP> heu-
<tb> : <SEP> res.
<tb> 
 
 EMI4.8 
 1 : 70,2 : 2 0 : 27,6 : 0 , 2 : 50'" '*# 
 EMI4.9 
 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> : <SEP> 74,8 <SEP> : <SEP> 2,2 <SEP> :22,4: <SEP> 0,6 <SEP> : <SEP> 160 <SEP> 250
<tb> 7 <SEP> : <SEP> 75,4 <SEP> : <SEP> 1,8 <SEP> :22,5: <SEP> 0,3 <SEP> 100
<tb> 
 
 EMI4.10 
 4 ; 756 . 2el :22,1 : 02 : 100 
 EMI4.11 
 
<tb> 
<tb> 5 <SEP> : <SEP> 77,2 <SEP> : <SEP> 2,1 <SEP> :20,2 <SEP> : <SEP> 0,5: <SEP> 150
<tb> 6 <SEP> : <SEP> 87,7 <SEP> : <SEP> 6,2 <SEP> : <SEP> 5,9 <SEP> : <SEP> 0,2:

   <SEP> 70 <SEP> :
<tb> 7 <SEP> : <SEP> 88,1 <SEP> : <SEP> 6,5 <SEP> : <SEP> 5,0 <SEP> : <SEP> 0,4 <SEP> ; <SEP> 70
<tb> 8 <SEP> : <SEP> 74,7 <SEP> : <SEP> 3,3 <SEP> :21,6 <SEP> 0,4 <SEP> : <SEP> 90 <SEP> 140
<tb> 9 <SEP> : <SEP> 78,4 <SEP> : <SEP> 4,9 <SEP> 16,2 <SEP> : <SEP> 0,5 <SEP> 60 <SEP> 290
<tb> 10 <SEP> 82,0 <SEP> 5,6 <SEP> 12,0 <SEP> : <SEP> 0,4 <SEP> : <SEP> 75 <SEP> 290
<tb> 11 <SEP> 84,4:

   <SEP> 7,0 <SEP> . <SEP> 8,2 <SEP> 0,4 <SEP> 85 <SEP> 154
<tb> 
<tb> 
 
De ces chiffres,et de leur comparaison avec les chif-   fres   correspondants donnés dans le brevet cité, ci-dessus, on constate   aue les   alliages préparés suivant la présente invention ont une résistance améliorée à   la   corrosion et supportent en leur avanta.ge une comparaison avec les alliages fabriques suivant le brevet antérieur en question. 



   En plus de leur résistance améliorée à la corrosion, les alliages produits suivant la pr4sente invention possèdent aussi de bonnes caractéristiques de solidité et de   duret   et peuvent être facilement fabriqués, de sorte qu'ils conviennent tout   particulière..lent   à la fabrication de tubes de condenseur, de viroles et d'autres accessoires ouvrés pour navires de pièces pour appareils chimiques et   d';3utres   produits exigeant à un haut degré la résistance à la corrosion la solidité et la dureté. 
 EMI4.12 
 



  R E V E N D I C A T I 0 N S 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1) Procédé de fabrication d'alliages à base de cuivre résistant à la corrosion, caractérisé en ce qu'on soumet un bronze d'aluminium constitué essentiellement par la phase alpha, contenant de 1 à 8% d'aluminium, et ayant une teneur en zinc supérieure à 5% mais n'excédant pas 30%, et une teneur en chrome <Desc/Clms Page number 5> non-inférieure à 0,05% et non-supérieur à 1%, à un traitement thermique dans lequel on chauffe l'alliage à des températures situées entre 700 C.

et le point de fusion de l'alliage consi- déré, dans le but d'amener tout le chrome ou une partie rela- tivement importante du chrome à un état de solution solide, on refroidit ensuite rapidement l'alliage et on évite tout traite- ment thermique subséquent susceptible de provoauer un durcisse- ment de l'alliage par précipitation ou par vieillissement.

2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique comprend un chauffage à une tem- pérature de 800 -900 C suivi immédiatement par un refroidisse- ment brusque dans de l'eau.

3) Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur en chrome de l'alliage est comprise entre 0,2 et 0,5%.

4) Procédé suivant la revendication 1,2 ou 3, carac- térisé en ce que l'alliage contient jusau'à 10% de nickel, de préférence de 3 à 5%.

5) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage contient une fai- ble proportion jusqu'à 5%, de manganèse.

6) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage contient une faible propotion d'un élément propre à réduire ou à empêcher la dé- zincification, par exemple jusqu'à 0,05% d'arsenic ou de phosphore.

7) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage est soumis à un travail à chaud et/ou à froid avant le traitement thermique de dissolution.

8) Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'on l'applique à la fabrication de tubes de condenseurs, de viroles ou d'autres produits comme décrits ci-dessus.

9) Procédé de préparation d'alliages à base de cuivre, résistant à la corrosion, en substance comme décrit ci-dessus.

10) Alliages à base de cuivre préparés par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, ou 9.

11) Tubes de condenseurs, viroles et autres produits comme décrits ci-dessus, fabriqués par le procédé suivant la revendication 8.