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GRENAILLE METALLIQUE.
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La présente invention sonoerne la grenaille ou les grains de métal du type utilisé peur 19abrasion et le nettoyage au jet de métaux, le
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déca-page., le polissage et les opérations similaires,et plus particulièrement
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une oo'mposition po1'%?ecticnnée de grenaille deacîer.
Auparwfar.t, il n9a pas été passible de fabriquer industrîellsment de la grenaille à'acie3t, bien que de la grenaille de fonte ait été fabriquée
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industriellement depuis de nombreuses années et soit largement utilisées En
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Jtaix.5>1; de sa température supérieure de coulée et de sa 'viscosité supérieure, puis de la présence de divers ingrédients d9allîage, 19a:1,er présente de plus grandes difficultés lorsqtt9on essaie de désintégrer le métal fondu en grenail- le par les procédés d désintégration u5uels. En général, ces procèdes- con- sistent à projeter sur un courant de laétal fendu un jet de fluide brisant, usuellement de 1geail. qui fait diviser le métal fendu en petits globules li- quides, qui sont saisis sous forme de grains solides dans un bain d9ea?a.
La véritable difficulté rencontrée dans l.9utilisation d.9aier est 1 produire une, grenaille bien utilisable et, ti9évitett àe faire de la grenai- le Une bonne grenaille bien utilisable,9 présente les importan- tes :;aratéI"istiques de rc.ndeur, slid,it.é, miI#rc-s+,ru,oture c0wenable, absen- ce de fissures et de longue durée d96xistenG6 et faculté de trempe ou tiuroisxewento De la grenaille défe0tueuse peut., avoir un ou plusieurs des défauts suivants g elle peut être creuse;, elle peut être cassée, elle peut présenter des déformations;, elle petit aroir des elle peut ne pas
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être apte à être trompée ou-durcie convenablement, ou elle peut ne pas avoir
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une microstructure ou une f5rie appropriée peur résister à la casse sous 19ac- tiJn àe chocs ou de fatiguée La présente invention supprime c(;
SS diffi1.11tés en utilisant des
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aciers spéciaux qui sont aptes à résister au traitement de désintégration et qui assurent, cependant les caractéristiques convenables dans le produit fi-
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na.lo Les d9allia±,es essentiels dans 1-'acier de 1-'invp-nj+,îon et les
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pourcentages approximatifs en poids dans lesquels ils doivent être utilisés
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pour surmonter les difficultés indiquées dans ce qui précède sont sensible- ment comme suit :
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Tableau A"
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Carbone 010 à 170%
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<tb> silicium <SEP> 0,03 <SEP> à. <SEP> 1 <SEP> --
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 0,03 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> - <SEP>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
Outre ceux indiqués dans ce qui précède, d'autres éléments peu-
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vent être incorporés9 suivant les propriétés désirées dans le produit fini, comme par exemple du chrome 0 à 5 à du molybdène 0 à 5 %e du vanadium 0 à bzz , du nickel 0 à 2,5 % et du cuivre 0 à 1 100
On a trouvé par des essais qui les ingrédients dalliage doivent être utilisés dans certaines limites.
De la bonne grenaille d'acier dépend
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beaucoup de la teneur convenable en silixiumo Par exemple, si le silicium se trouvant dans le métal au moment de la soûlée pour la désintégration est en proportion supérieure à 1% les particules formées après la désintégra-
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tion sont susceptibles d'étlte cassées. En fait, sauf pour la coulée à des températures exceptionnellement élevées,, une bonne rondeur ne pourrait pas être obtenue avec des teneurs en silicium supérieures à 0,8 % Le silicium ajouté diminue la fluidité et la tension superficielle, de sorte que l'acier
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ne ssétire pas en billes rondes:.
D'autre part, une teneur en silicium infé- ri.eure à 0,3% donne une grenaille ronde, mais creuse, quels que soient les pourcentages des autres matières d'alliage au des désoxydants utilisés,
Une teneur en carbone a aussi pour effet de produire une matière ronde solide. Le carbone augmente les tolérances de silicium. La fluidité pouvant être obtenue à certaine température est d'autant plus grande que la teneur en carbone est plus élevée. En général, plus la teneur en carbone est élevée, plus est basse la température de soûlée nécessaire, de même que plus est grande la quantité de silicium qui peut être utilisée et qui peut cepen- dant former des particules daoier rondes.
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On donne si-après un certain nombre d'éxemples particuliers de compositions préparées suivant les enseignements de l9inventionm Ces exem- ples peuvent avantageusement être classés suivant la teneur en carbone, di- te élevée, basse et intermédiaireo "Elevée" est appliqué à de la grenaille
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d"acier ayant de 1,2 à 1,7 "/. de carbonée "Basse" est appliqué à de la grenail- le d'acier ayant de z15 à 0,30% de carbone. '"Intermédiaire" est appliqué à de la grenaille d'aoeier ayant de 0,3 à 1,2 f de carbone.
Dans les tableaux qui suivent, le reste de fer signifie sensible- ment tout le fer sauf les impuretés usuelles en quantités normales.
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EXEMPLE 1 (grenaille à teneur élevée de carbone) Des essais indiquent que l'on pô1;.:: produire une bonne grenaille ayant les propriétés désirées de rondeur, solidité, absence de fissures ou tensions, et une microstructure convenable, qui a une teneur élevée de carbone rentrant dans les gammes indiquées au tableau la ## Tabl¯ea7,i 1
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carbone le2 à 1,7 j
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<tb> silicium <SEP> 0,35 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> % <SEP>
<tb>
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manganèse OJ3 à 155 % chrome 0 à 0 , 6 $
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<tb> molybdène <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 1,6%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> vanadium <SEP> 0 <SEP> iL <SEP> 0,
3 <SEP> %
<tb>
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sui-vre 0 à 1 %
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<tb> nickel <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
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Des exemples spécifiques de grenaille d3acier tombant dans les zones du tableau 1 sont donnés aux tableaux Nos. 25 3, 4, 5 et 60
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Tableau 2
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arbone le35 fol -silicium Oe5O 10 manganèse 0,70 $ chrome 0,35 %
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<tb> molybdène <SEP> 1,50 <SEP> %
<tb>
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vanadium 0p20 j
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
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IaLleas¯3.
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<tb> carbone <SEP> 1,50 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> silicium <SEP> 0,50 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 1,50 <SEP> %
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
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tableau.
carbone 1,39 % silicium 0,92 % manganèse 0,61 % fer le reste Tableau .1
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carbone le63 %
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<tb> silicium <SEP> 0,65 <SEP> %
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 0,64 <SEP> %
<tb>
<tb> cuivre <SEP> 1,00%
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
Tableau 6
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<tb> carbone <SEP> 1,32 <SEP> %
<tb>
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silicium 0587 %
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<tb> manganèse <SEP> 0,67 <SEP> % <SEP>
<tb>
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nickel igoo fol
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
A titre d'exemple de la dureté obtenue avec la composition spé-
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cifique du tableau 2 une bonne grenaille utilisable ayant une dureté de 63 Rockwell nCl!i fut obtenue.
Exemple 2 - (grenaille à basse teneur de carbone)
Des essais indiquent que l'on peut produire une grenaille utili- sable ayant une basse teneur de carbone* Cette grenaille rentre dans les gammes indiquées au tableau 7
Tableau 7
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<tb> carbone, <SEP> 0,15 <SEP> à <SEP> 0,30 <SEP> %
<tb>
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silicium O.,30 à. 0,80 % manganèse 0,40 à 1,00 j nickel Oe8O à le20 je
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
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Un exemple particulier de grenaille cP acier rentrant dans les gammes du tableau 7 est donné au tableau 8.
Tableau 8
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carbone Oe2l % silicium 0,48 jl
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<tb> manganèse <SEP> 0,94 <SEP> %
<tb>
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nickel 1,00 %
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
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AV6/fJ la composition du tableau 8, on a produit de la bonne matiè- re non fissurée, mais cette matière n'avait pas autant de faculté de trempe que la matière du tableau 2o On a produit cependant une matière ayant une
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dureté Rockwell de 45, avec d'excellentes propriétés de résistance à la rupture Exemple 3 (grenaille à teneur intermédiaire de carbone).
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De la grenaille d 51 acier comportant une teneur intermédiaire de carbone fut aussi produite. La composit-icn et l'ordre de pourcentage de cette matière sont donnés au tableau 9
Tableau 9
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carbone O30 à le20 in silicium 0530 à 1,00 j manganèse z40 à 2000 10 nickel 0 à µ 00 ji
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
La composition du.
tableau 9 produit une matière utilisable sans
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fissure ayant une gamme de dureté allant, de 48 à 65 Rockwell iP99o Des exemples spécifiques de grenaille d9az rentrant dans les gammes du tableau 9 sont donnés aux exemples 10, 11 et 12
Tableau 10
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carbone 0,53 10 silisium 0,50 % -manganèse 0,60 j nickel 1,00 10
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<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
Tableau 11
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carbone 1500 %
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<tb> silicium <SEP> 0,50%
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 0,60%
<tb>
<tb> nickel <SEP> 1,00%
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
Tableau 12
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<tb> carbone <SEP> 0,85 <SEP> %
<tb>
<tb> silicium <SEP> 0,70%
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 0,64%
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
La gamme des compositions suivantes données au tableau. 13 rentrant
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dans la gamme du tableau.
9 a fourni d9excellente grenaille ayant les meilleu- res caractéristiques de toutes. Cette grenaille avait une gamme de dureté de
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48 à 52 Rcckwell Cfl Tableau 13
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carbone 060 à 0¯, 80 $ silicium 040 à ot6o 10
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<tb> manganèse <SEP> 0,40 <SEP> à <SEP> 0,60 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fer <SEP> le <SEP> reste
<tb>
Dans tous les tableaux ci-dessus, les grains peuvent être conve- nablement traités hermiquement pour donner la résistanoe, la dureté et la microstructure convenables. Les valeurs de dureté indiquées sont celles ob- tenues après ce traitement thermique.
Ainsi, en pratique, on produit de la grenaille utilisable ayant les importantes caractéristiques de rondeur.,, solidité, microstructure, ab-
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sence de fissure et de tensions, longue durée d9existenee et faculté de trem- pe ou durcissement. La pratique de 19invention évite la formation de grenail- le présentant des déformations ou fissures. Elle évite de produire de la gre- naille qui soit creuse au cassée.. Elle donne la microstructure convenable pour assurer la dureté et la longue durée d'existence désirables.
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Par Inapplication de 1'invention on peut obtenir de la grenail- le utilisable dont la grosseur peut sétendre sur toute la gamme des gros- seurs commerciales, par exemple de la grenaille N 100 (0,137 mm de diamè- tre) jusqu9à de la grenaille ? 10 (3,962 mm de diamètre).
Bien que 1-'on ait décrit ici certaines nouvelles caractéristi- ques de 1'invention il est évident que diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadrée REVENDICATIONS 0
1 Grenaille d'acier telle quutilisée pour le nettoyage par souf- flage,le décapage par soufflage et applications similaires, caractérisée en ce que les grains sont bien ronds et solides, ne comportent pas de déforma- tions, de fissures et de tensions, ces grains contenant plusieurs ingrédients, dont les suivants dans les proportions indiquées, sont les seuls éléments né- cessaire pour obtenir ces caractéristiques :
d'environ 0,10 à environ 1,705 de carbone, d'evnir 0,30 à environ 1 % de silicium, un métal d'alliage per- mettant la résistance, tel que manganèse, molybdène, nickel, cuivre et le reste de fero
2 Grenaille d'acier telle qu9utilisée pour le nettoyage par soufflage, le décapage par soufflage et applications similaires, caractéri- sée en ce que les grains sont bien ronds et solides, ne comportent pas de déformations, de fissures et de tensions et ont une bonne faculté de trempe ou durcissement, cette grenaille comportant plusieurs ingrédients, dont les suivants, dans les proportions indiquées, sont les seuls éléments nécessai- res pour obtenir ces caractéristiques :
denviron 0,10 à environ 1,70 % de carbone, d9environ 0,30 à environ 1% de silicium, d'environ 0,30 à environ 2% de manganèse, de zéro à environ 5 % de chrome, de zéro à environ 5% de molybdène, de zéro à environ 0,40 % de vanadium, de zéro à environ 2,50 % de.,nickel, de zéro à environ 1% de cuivre et le reste de fer.
3. Grenaille d'acier telle qu9utilisée dans le nettoyage par soufflage, le décapage par soufflage et applications analogues, caractérisée en ce que les grains sont bien ronds et solides, exempts de déformations, de fissures et.de tensions et ont une bonne faculté de trempe ou durcisse- ment, ces grains contenant plusieurs ingrédients, dont les suivants, dans les proportions indiquées, sont les seuls éléments nécessaires pour obtenir ces caractéristiques :
d'environ 1,20 à environ 1,70 % de carbone, d'environ 0,35 à environ 1 % de silicium, d'environ 0,30 à environ 1,50 % de manganèse, d'environ 0,30 à environ 0,60 % de chrome, de zéro à environ 1,60 % de-molyb- dène, de zéro à environ 0,30 % de vanadium, de zéro à environ 1 % de cuivre, de zéro à environ 1% de.nickel et le reste de fer.
4 Grenaille d'acier telle qu'utilixés dans le nettoyage par soufflage, le décapage par soufflage et applications analogues, caractéri- sée en ce que les grains sont bien ronds et solides, exempts de déformations, de fissures et de tensions, puis ont une bonne faculté de trempe ou durcis- sement, ces grains contenant plusieurs ingrédients dont les suivants, dans les proportions indiquées, sont les seuls éléments nécessaires pour obtenir ces caractéristiques : d'enveri 0,15 à environ 0,30 % de carbone, d'environ 0,40 à environ 0,80 % de silicium, d'environ 0,40 à environ % de manganèse, d9environ 0,80 à environ 1,20 % de nickel et le reste de fer.
5. Grenaille d'acier, telle qu'utilisée dans le nettoyage par souf- flage, le décapage par soufflage et applications analogues, caractérisée en ce que les grains sont bien ronds et solides, exempts de déformations, de fis- sures et de tensions, puis présentent une bonne faculté de trempe ou durcis- sement,ces grains contenant plusieurs ingrédients, dont les suivants, dans les proportions indiquées, sont les seuls éléments nécessaires pour obtenir ces caractéristiques : d'environ 0,,30 à environ 1,20 % de carbone, d'environ 0,30 à environ 1% de silicium, denviron 0,40 à environ 2 % de manganèse, de zéro à environ 1 % de nickel et le reste de fer.
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