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"Procédé de malléabilisation de la fonte et des tuyaux entri- fuges ou d'autres pièces".
La présente invention est relative à un procédé de @ malléabilisation, de la fonte et spécialement à la malléabili- sation destuyaux centrifuges.
On sait que pour obtenir la fonte malléable dite "américaine" du à "coeur noir" on soumet à l'opération de recuit dans certaines conditions de température et de durée, des fontes blanches à faible teneur en silicium. De plus on sait aussi qu'il est possible de réduire la durée du recuit si l'on diminue la teneur en carbone total et si l'on augmente celle du silicium. cependant on est limité dans la voie d'une diminution du carbone total par la nécessité d'obtenir une fonte coulable tandis que l'augmentation de la teneur en silicium se heurte à l'apparition, lors de la coulée, de fontes grises ou truitées ne pouvant pas être malléabilisées.
On a essayé de remédier à cet inconvénient d'une teneur
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en silicium trop élevée, en coulant les pièces dans des coquilles métalliques au lieu de moules en sable. cette façon d'opérer est cependant compliquée et coûteuse.
La présente invention a pour but d'obtenir un recuit rapide et, en même temps, un produit de caractéristiques mécaniques élevées par l'association des avantages de la coulée centrifuge dans des meules métalliques refroidis par l'eau et d'une fonte à teneur en silicium élevée ou non.
L'action du roule métallique surtout lorsqu'il est refroidi, permet d'obtenir une fonte blanche malgré la forte teneur en silicium, tandis que cette teneur facilite la rapidité et le bas prix de revient du recuit. Enfin la centrifugation, en épurant le métal coulé, améliore les propriétés mécaniques.
Pour accélérer la vitesse du recuit il est nécessaire d'abaisser aussi fortement que possible le pourcentage de carbone total, toutefois ce pourcentage doit être tel que la fonte soit coulable. En conséquence cette teneur doit osciller entre 2,2 et 3,3%. D'après cette teneur en carbone total on fixera aussi haut que possible la teneur en silicium en tenant compte de l'épaisseur des pièces et de la nécessité d'obtenir avant le recuit une fonte blanche. On a constaté que cette condition par exemple sera réalisée si la teneur en carbone total augmentée de la moitié de la teneur en silicium est comprise entre 3 et 4, pour le cas de pièces dont l'épaisseur va de 5 à 20 millimètres et pour des moules refroidis par un courant d'eau.
Le recuit s'effectuera suivant les deux phases suivantes : dans la première phase On chauffe les pièces à malléabiliser jusqu'à une température dépassant nettement la température . laquelle se forme la perlite,dans la deuxième phase on opérera
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un refroidissement suffisamment lent surtout au voisinage de la température de formation de la'perlite- Par exemple, on partira d'une température supérieure de quelques degrés iL la température de formation de la perlite et on agira sur la vitesse du refroidissement pour aboutir après un temps assez long à une température légèrement inférieure à la température de formation de la perlite.
La durée de la seconde phase sera telle quetoute la perlite soit décomposée.
Il est évident que la première phase mentionnée ci-dessus aura une durée suffisante pour permettre la décomposition totale en fer et en graphite de toute la cémentite qui, à la température de chauffage atteinte dans cette première phase, n'est pas dissoute dans le fer @
Parfois il sera nécessaire de diviser cette phase en deux paliers de température dans le but de décomposer toute la cémentite autre que celle existant dans la perlite.
Suivant une variante du procédé on diminuera la durée de la seconde phase de façon à laisser subsister dans le produit final une certaine quantité de perlite non décomposée. Cette perlite a pour effet d'augmenter la resistance à la traction, mais d'un autre côte elle diminue l'allongement. Il sera donc possible en réglant la quantité de perlite par une durée plus ou moins longue de la deuxième phase, d'obtenir, toute une série de produits dont la résistance à la traction et l'allon- gement varient en sens inverse.
On remarquera que les procédés mentionnés s'appliquent indifféremment à la fabrication de tuyaux de diamètres variables ou de pièces quelconques pouvant être centrifugées par l'adjonction d'un noyau.
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Lorsqu'on fabrique des tuyaux, lors du recuit, on les fait rouler sans arrêt dans le four, de cette manière on évite leur déformation. Si l'avancement se produisait d'une façon continue vers la sortie du four la vitesse de cet avencement devrait être telle que les tuyaux restent pendant un temps assez long dans chaque zone de température.
Dans ce but on devrait avoir soit des zones longues soit une vitesse d'avancement faible. Dans le premier cas le four deviendrait encombrant et coûteux tandis que dans le second cas on devrait craindre que les tuyaux soumis au traite- ment ne subissent des déformations.
Pour éviter ces inconvénients on pourra agir de la façon suivante. Périodiquement on pourra inverser le sens de marche des tuyaux en les faisant avancer d'un quart de tour :. la vi- tesse convenable, puis en les faisant reculer à la même vitesse d'un peu moins d'un quart de tour de façon telle que la diffé- rence entre l'avance et le recul assure une progression suffi- samment lente des tuyaux vers la sortie du four. De cette manière on pourra effectuer les mouvements alternatifs à une vitesse assez grande pour éviter les déformations des tuyaux.
On peut d'ailleurs remarquer qu'un dispositif automatique peut permettre le renversement des vitesses et la différence entre l'avance et le recul.
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REVE.; DI C 1 TI OIn S .
1. Procédé denalléabilisation des fontes ,c a r a c t e- risé é en ce qu'on soumet au recuit des fontes blanches . forte teneur en silicium, ces fontes étant obtenues par centri- fugation dans des moules métalliques tournants.
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"Process for the malleability of cast iron and entrapment pipes or other parts".
The present invention relates to a process for the malleability of melting and especially to the malleability of centrifugal pipes.
It is known that in order to obtain the so-called "American" malleable cast iron with a "black core", white cast iron with a low silicon content is subjected to the annealing operation under certain conditions of temperature and duration. In addition, it is also known that it is possible to reduce the duration of the annealing if the total carbon content is reduced and if the silicon content is increased. however, we are limited in the way of reducing the total carbon by the need to obtain a castable iron, while the increase in the silicon content comes up against the appearance, during the casting, of gray or triturated cast iron. cannot be malleable.
We tried to remedy this drawback of a content
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too high silicon, by casting the parts in metal shells instead of sand molds. this way of operating is however complicated and expensive.
The object of the present invention is to obtain rapid annealing and, at the same time, a product of high mechanical characteristics by combining the advantages of centrifugal casting in metal grinding wheels cooled by water and of a high-grade iron. high silicon or not.
The action of the metal roll, especially when it is cooled, makes it possible to obtain a white cast iron despite the high silicon content, while this content facilitates the rapidity and low cost of annealing. Finally, centrifugation, by purifying the cast metal, improves the mechanical properties.
To speed up the annealing speed it is necessary to lower the percentage of total carbon as much as possible, however this percentage must be such that the cast iron is castable. Consequently, this content must oscillate between 2.2 and 3.3%. According to this total carbon content, the silicon content will be set as high as possible, taking into account the thickness of the parts and the need to obtain a white cast iron before annealing. It has been found that this condition, for example, will be fulfilled if the total carbon content increased by half the silicon content is between 3 and 4, for the case of parts whose thickness ranges from 5 to 20 millimeters and for mussels cooled by a stream of water.
The annealing will be carried out in the following two phases: in the first phase The parts to be malleable are heated to a temperature clearly exceeding the temperature. which forms perlite, in the second phase we will operate
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sufficiently slow cooling especially in the vicinity of the formation temperature of the pearlite - For example, we will start from a temperature a few degrees higher than the formation temperature of the pearlite and we will act on the cooling rate to achieve after a long enough time at a temperature slightly below the temperature of formation of perlite.
The duration of the second phase will be such that all the perlite is decomposed.
It is obvious that the first phase mentioned above will have a sufficient duration to allow the total decomposition into iron and graphite of all the cementite which, at the heating temperature reached in this first phase, is not dissolved in the iron. @
Sometimes it will be necessary to divide this phase into two temperature stages in order to decompose all the cementite other than that existing in the perlite.
According to a variant of the process, the duration of the second phase will be reduced so as to leave a certain quantity of undecomposed perlite in the final product. This perlite has the effect of increasing the tensile strength, but on the other hand it decreases the elongation. It will therefore be possible, by adjusting the quantity of perlite by a more or less long duration of the second phase, to obtain a whole series of products whose tensile strength and elongation vary in the opposite direction.
It will be noted that the methods mentioned apply equally to the manufacture of pipes of variable diameters or of any parts which can be centrifuged by the addition of a core.
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When making pipes, during annealing, they are rolled continuously in the furnace, in this way their deformation is avoided. If the advancement were to occur continuously towards the exit of the furnace the speed of this advancement should be such that the pipes remain for a long enough time in each temperature zone.
For this purpose we should have either long zones or a low forward speed. In the first case the furnace would become bulky and expensive, while in the second case it would be feared that the pipes subjected to the treatment would undergo deformation.
To avoid these drawbacks, we can act as follows. Periodically, the direction of movement of the pipes can be reversed by moving them forward a quarter of a turn:. the correct speed, then backing them up at the same speed a little less than a quarter of a turn so that the difference between advance and recoil ensures a sufficiently slow progression of the pipes towards the exit of the oven. In this way, the reciprocating movements can be carried out at a speed high enough to avoid deformation of the pipes.
We can also notice that an automatic device can allow the reversal of speeds and the difference between advance and retreat.
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DREAM.; DI C 1 TI OIn S.
1. Process for thealleabilization of cast irons, characterized in that white cast irons are subjected to annealing. high silicon content, these cast irons being obtained by centrifugation in rotating metal molds.