BE533191A

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Info

Publication number: BE533191A
Authority: BE

Description


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   Le but de la présente invention est de permettre l'obtention d'un acierutilisable pour la fabrication de pièces ou d'objets devant subir un traitement de chromage par diffusion en phase gazeuse. Le chroma- ge par diffusion en phase gazeuse, c'est-à-dire par 1 'intermédiaire de composés halogénés du chrome, oblige à soumettre les métaux pendant plusieurs heures à une température dépassant   1000 C.   A cette température, au-dessous de laquelle on ne peut descendre sans inconvénient du point de vue de l'économiep les aciers qui sont généralement utilisés pour le chromage en phase gazeuse ont tendance à former un gros grain et, par suite, à de- venir cassantso Ce phénomène est particulièrement sensible du fait que les temps de chromage s'élèvent au moins à 5 heures,

   et atteignent même quel- quefois 8 heureso Une autre cause de la formation d'un gros grain lors du chromage tient à la nature même des aciers qui sont utilisés pour cette application. On sait, en effet, qu'une certaine teneur en carbone est en soi défavorable au chromage. C'est pourquoi on maintient cette teneur aussi basse que possible, et dans les aciers spéciaux qui ont été mis au point pour cet usage le carbone est même complètement fixé par des généra- teurs de carbure, par exemple par du titane. On se trouve ainsi prati- quement devant un fer doux exempt de carbone ou n'en contenant que fort peu. Il est certain que ces aciers contenant des générateurs de carbure ne présentent pas une tendan'ce à la formation d'un gros grain aussi mar- quée que les aciers n'en contenant pas, même si leur teneur en carbone est extrêmement faible. 



   D'une façon générale, les temps considérables de recuit néces- saires au chromage pas diffusion ont pour conséquence que les qualités de résistance des objets ainsi chromés sont insuffisantes pour de nombreuses utilisations. Ils présentent une limite d'étirage ou   d'élastici-   té et une résistance à la traction insuffisantes et manquent de ténacité. 



  Pour augmenter les qualités de résistance, il semblerait judicieux d'augmenter la teneur en carbone. Mais ceci n'est pas possible, car cette teneur en carbone nuit au chromage. L'addition d'éléments d'alliage pouvant aug-. menter la limite d'élasticité et la résistance à la traction ne conduiradt pas au succès désiré étant donnée la longue durée du recuit, tout au moins pas d'une manière économique. Ceci provient également du fait qu'une fois le chromage effectué les objets se   refroidissent   lentement. On a, par exemple, essayé de créer un acier comportant une addition de   3% de   manganèse et présentant après chromage, même avec un refroidissement lent, une grande résistance à la traction et une limite d'élasticité élevée, ainsi qu'un allongement suffisant.

   Mais le procédé de chromage n'a de sens que s'il est possible d'utiliser un acier dont la fabrication soit peu coûteuse. 



  Or ce n'est pas le cas d'un acier à   3%   de manganèse, car il faut utiliser à la fusion un ferro-manganèse pratiquement exempt de carbone. Un tel alliage de fer est manifestement d'un prix élevé. 



   Les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de constater qu'un acier à teneur en cuivre relativement faible satisfait sous tous les rapports aux conditions exigées pour le chromage s'il présente également une certaine teneur en titane et (ou) en tantale et (ou) en niobium, en une quantité totale capable de fixer de façon stable la totalité du carbone présent. Il ne se forme pas de gros grain pendant le recuit de longue durée et on obtient des valeurs élevées de résistance à la traction et de limite d'élasticité, sans qu'il soit nécessaire de soumettre cet acier à un traitement postérieur au chromage. On sait que le cuivre présent dans les aciers à faible teneur en carbone augmente la résistance à la traction et la limite d'élasticité après un traitement à chaud normal de courte durée.

   Mais on ne pouvait s'attendre à ce que ce même acier présentât une limite d'élasticité et une résistance à la traction élevées avec des valeurs de ténacité satisfaisantes dans les conditions exigées par le chromage d'est-à-dire après un traitement prolongé à température très élevée et un refroidissement ultérieur lent, en 

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 d'autres termes que la présence du cuivre d'apport permettrait d'éviter la formation d'un gros grain et par suite ne donnerait pas un acier cas- sant. 



   Conformément à l'invention, on utilise donc comme matière devant servir à la fabrication d'objets destinés à être chromés par dif- fusion en phase gazeuse un acier contenant moins de 0,2% et, de préférence, moins de 0,1% de carbone, et ayant une teneur suffisante en titane et (ou) en tantale et (ou) en niobium pour fixer de façon stable la totalité du carbone présent, et renfermant de 1 à 2,5% et de préférence 1,5 à 1,9% de cuivre, le reste étant constitué par du fer et par les impuretés usuelles représentées par du phosphore et par du soufre, ainsi que par les teneurs usuelles en manganèse et en silicium, jusqu'à un total de 1%. 



    Un tel acier présente, sans aucun traitement ultérieur au chromage, une limite d'élasticité d'au moins 35 kg/mm et une résistance à la traction   d'au moins 50 kg/mm2. Par ailleurs cet acier présente une ténacité re- marquable due principalement à ce qu'on n'observe pratiquement pas de for- mation d'un gros grain. En outre, la teneur en cuivre contribue de façon inattendue à la production de couches de chromage sensiblement plus épais- ses,à conditions de chromage égales, que cela ne serait le cas avec un acier de même composition mais ne contenant pas de cuivre. Ce fait inatten- du est particulièrement intéressant car, pour une température de chromage normale et pour des temps de traitement égaux, on peut obtenir des zones de chromage sensiblement plus épaisses que cela n'était possible jusqu'à présent.

   Par exemple, sur un acier contenant   0,06%   de carbone, 0,40% de titane, et les   autres constituante  habituels dans les limites usuelles, et présentant une teneur en cuivre de 1,5%, on peut obtenir en six heures à 1000  une épaisseur de chromage de 0,14 mm. Avec un acier de même compo- sition mais exempt de cuivre, on n'obtient dans les mêmes conditions qu'une zone d'une épaisseur de 0,1 mm. L'augmentation d'épaisseur de la zone de chromage due au seul fait qu'on utilise un acier contenant du cuivre cons- titue un progrès technique et économique considérable- puisque, pour ob- tenir cette augmentation d'épaisseur, on n'a pas à faire les frais d'une augmentation de température ni de durée du traitement. 



   Les qualités de résistance du produit fini fabriqué avec cet acier peuvent être encore améliorées par une augmentation de la teneur en manganèse et en silicium par rapport aux teneurs habituellement observées dans la fabrication de   l'acier.   La teneur en manganèse et en silicium peut, à cet égard, être comprise entre 0,5 et   1,5%   pour chacun   d'eux.   



   On a constaté également que les aciers utilisables pour le but   indiqué peuvent également présenter avantageusement une teneur en nickel de 0,3 à 1,5%. Grâce à cette teneur supplémentaire en nickel, le métal   peut être plus facilement travaillé à chaud. Oh peut encore augmenter les qualités du produit fini en donnant à l'acier une teneur en molybdène allant jusqu'à 0,5%. 



   Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 



   REVENDICATIONS. 

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Claims

1. Acier contenant moins de 0,2% et de préférence moins de 0,1% de carbone, et ayant une teneur en titane et (ou) en tantale et (ou) en niobium pouvant fixer la quantité totale de carbone présent, ainsi qu'une teneur de 1,0 à 2,5% (de préférence 1,5 à 1,9%) en cuivre, le reste étant formé par du fer et les impuretés usuelles à base de phosphore et de soufre, et renfermant les teneurs usuelles dans la fabrication de l'acier en manga- nèse et en silicium jusqu'à concurrence de 1%, utilisable pour la fabrication d'objets devant subir un traitement de chromage par diffusion en phase gazeuse. <Desc/Clms Page number 3>

2. Acier suivant la revendication 1, caractérisé par une teneur en manganèse et en silicium atteignant de 0,5 à 1,5% pour chacun de ces corps.

3. Acier suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient en outre 0,3 à 1,5% de nickel.

4. Acier suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il renferme en outre jusqu'à 0.5% de molybdène.