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"Alliage d'acier coulable."
On sait que les alliages ayant une teneur en chrome allant jusqu'à 205, une teneur en carbone allant jusqu'à 3%, du tungs- tène jusqu'à environ 6%, du cobalt et du molybdène jusqu'à 4%et d'autres additions de vanadium, titane, tantale, cuivre silicium et analogues donnent des alliages pouvant être coulés qui con- viennent excellemment à la fabrication de pièces très résistantes, notamment d'outils. Un certain nombre de brevets ont protégé, sous différentes formes, une sorte avantageuse de composition de ces alliages.
On a surtout trouvé des lois qui indiquent les
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proportions de chrome, d'une part, par rapport au total des autres additions prémentionnées, mais également, d'autre part, les pro- portions entre ces diverses additions les unes par rapport aux autres en vue d'obtenir la coulabilité, la dureté, la résistance à l'entaillage et autres qualités optima.
En conséquence, la teneur en tungstène, cobalt, molybdène et vanadium doit, par exemple, être au totl inférieureà la teneur en chrome et la teneur en tungstène doit être au moins aussi éle- vée que la teneur en cobalt et en molybdène. D'autre part, tous les constituants d'alliage, qui sont contenus en dehors du fer, du carbone et du chrome doivent s'élever au moins à 605 de la te- neur en chrome.
Lais, des essais étendue faits sur cette base ont montré qu'à côté de ces lois, il y en a une beaucoup plus vaste et qu'en fait il est très important de partager toutes les additions d'al- liages en deux groupes, un groupe principal comprenant le chrome, le vanadium, le tungstène, le cobalt et le molybdène, et un grou pe supplémentaire comprenant le titane, le tantale, le glucinium, ainsi que le silicium et le cuivre, au moins deux éléments, dont un, le chrome, étant pris dans ce groupe principal dans une pro- portion telle que la teneur en chrome soit plus élevée que les autres teneurs du même groupe et que l'on prenne au groupe addi- tionnel au moins un élément,
la teneur en carbo/ne de l'alliage étant prise dans chaque cas suivant la mesure dans laquelle plus ou moins d'éléments formant carbure sont pris au groupe principal et au groupe supplémentaire; par exemple, la proportion de tung- stène, de molybdène, de titane, etc. doit être maintenue entre 0,5 et 3%.
En pratique, en considération des alliages à obtenir du type selon l'invention, ils peuvent être limités, quant à la teneur en chrome, à la gamme de 6 à 15%.
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Des alliages particulièrement avantageux sont obtenus lors- qu'en observant les lois de proportions selon l'invention la somme des constituants du groupe supplémentaire ne dépasse pas 4% du poids de l'alliage.
On a en outre constaté que, dans le cadre des présentes lois, il faut prendre soin, dans le choix des additions d'alliages, de fondre avec l'alliage au moins un métal qui empêche, par suite de son action désoxydante, qu'il se forme dans le bain de fusion liquide des pellicules à point de fusion supérieur empêchant le cours du processus de coulée.
Hais, il s'est également avéré très utile de se baser sur le système périodique des éléments dans le choix de tous ces mé- taux.
Tous les éléments qui sont nécessaires, en tenant compte des proportions conformes à l'invention pour la production d'al- liages ayant une valeur technique et des propriétés économiques optima, en partant du fer comme matière de base, les diverses additions durcissantes, telles que tungstène, colbat, molybdène, vanadium, etc. jusqu'au titane comme agent désoxydant, sont con- tenus dans la quatrième rangée de la troisième période et dans la sixième rangée verticale du système périodique, le chrome étant placé comme l'addition durcissante principale caractérisant tout le groupe d'alliages au point d'intersection des deux rangées.
C'est le titane qui manifeste tout particulièrement son action désoxydante en ce qu'il empêche la formation des pellicules d' oxydation à point de fusion supérieur, nuisant à la qualité de la fonte, qui se forment lors de la fusion des constituants com- posés selon l'invention de la charge froide.
Il est donc bien indiqué de se référer à ces faits montrant certaines affinités en formulant les lois de proportions selon l'invention.
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Une teneur de titane, additionnée aux alliages mentionnés au début, peut rendre superflue l'addition de tantale, améliorer la coulabilité et simplifier le traitement thermique, qu'il faut effectuer pour obtenir la dureté Rockwell nécessaire pour des aciers à outils à grand rendement.
Exemple 1
9 % de chrome 2,5 % de vanadium
3 % de tungstène % de cobalt
1 % de molybdène avec 1% de titane et 2% de carbone, le reste étant du fer.
Exemple 2
12 % de chrome 2,5 de vanadium
4 % de tungstène
1 % de cobalt
2 % de molybdène avec 0,2 de titane et 1,6 de carbone, le reste étant du fer.
Exemple 3
12 % de chrome
2,5 % de vanadium
4 % de tungstène
1 % de cobalt
2 % de molybdène avec 1% de tantale et 1,6% de carbone, le reste étant du fer.
REVENDICATIONS.
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"Castable alloy steel."
It is known that alloys having a chromium content of up to 205, a carbon content of up to 3%, tungsten up to about 6%, cobalt and molybdenum up to 4% and d Other additions of vanadium, titanium, tantalum, silicon copper and the like provide castable alloys which are excellently suited for the manufacture of high strength parts, especially tools. A number of patents have protected, in different forms, an advantageous kind of composition of these alloys.
We have mainly found laws that indicate the
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proportions of chromium, on the one hand, with respect to the total of the other additions mentioned above, but also, on the other hand, the proportions between these various additions with respect to one another in order to obtain the flowability, the hardness , notch resistance and other optimum qualities.
Accordingly, the content of tungsten, cobalt, molybdenum and vanadium should, for example, be on the whole less than the content of chromium and the content of tungsten should be at least as high as the content of cobalt and molybdenum. On the other hand, all alloy constituents, which are contained apart from iron, carbon and chromium, must amount to at least 605 of the chromium content.
Lais, extensive tests made on this basis have shown that besides these laws there is a much larger one and that in fact it is very important to divide all the additions of alliances into two groups, a main group comprising chromium, vanadium, tungsten, cobalt and molybdenum, and an additional group comprising titanium, tantalum, glucinium, as well as silicon and copper, at least two elements, one of which, chromium, being taken from this main group in such a proportion that the chromium content is higher than the other contents of the same group and that at least one element is taken from the additional group,
the carbon content of the alloy being taken in each case depending on the extent to which more or less carbide-forming elements are taken from the main group and the additional group; for example, the proportion of tungsten, molybdenum, titanium, etc. should be maintained between 0.5 and 3%.
In practice, in consideration of the alloys to be obtained of the type according to the invention, they can be limited, as regards the chromium content, to the range of 6 to 15%.
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Particularly advantageous alloys are obtained when, by observing the laws of proportions according to the invention, the sum of the constituents of the additional group does not exceed 4% of the weight of the alloy.
It has also been observed that, within the framework of the present laws, care must be taken, in the choice of alloy additions, to melt with the alloy at least one metal which prevents, by virtue of its deoxidizing action, that films with a higher melting point are formed in the liquid molten bath, preventing the casting process from continuing.
However, it has also been found to be very useful to rely on the periodic system of the elements in choosing all of these metals.
All the elements which are necessary, taking into account the proportions according to the invention for the production of alloys having optimum technical merit and economic properties, starting with iron as the base material, the various hardening additions, such as as tungsten, colbat, molybdenum, vanadium, etc. up to titanium as the deoxidizing agent, are contained in the fourth row of the third period and in the sixth vertical row of the periodic system, chromium being placed as the main hardening addition characterizing the whole group of alloys at the point of 'intersection of the two rows.
It is titanium which particularly manifests its deoxidizing action in that it prevents the formation of oxidation films with a higher melting point, adversely affecting the quality of the cast iron, which are formed during the melting of the constituents. laid according to the invention of the cold load.
It is therefore well indicated to refer to these facts showing certain affinities when formulating the laws of proportions according to the invention.
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A titanium content, added to the alloys mentioned at the beginning, can make the addition of tantalum superfluous, improve the flowability and simplify the heat treatment, which must be carried out to obtain the Rockwell hardness necessary for high performance tool steels.
Example 1
9% chromium 2.5% vanadium
3% tungsten% cobalt
1% molybdenum with 1% titanium and 2% carbon, the rest being iron.
Example 2
12% chromium 2.5 vanadium
4% tungsten
1% cobalt
2% molybdenum with 0.2 titanium and 1.6 carbon, the rest being iron.
Example 3
12% chromium
2.5% vanadium
4% tungsten
1% cobalt
2% molybdenum with 1% tantalum and 1.6% carbon, the rest being iron.
CLAIMS.
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