BE544190A

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Publication number: BE544190A
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Description


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   La présente invention concerne les aciers ferritiques au chrome . 



   De tels aciers ont été largement employés ces dernière années pour les applications devant présenter de le. résistance au fluage, telles que disques de turbine et de compresseur dans les turbines à gaz. La procédure normale a été de tremper et adoucir l'alliage, et de nombreux expérimentateurs ont   montré   que la composition de   l'acier   est   critique   si l'on doit obtenir les proportions optimum, car il est en général admis que si 

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 la composition de l'acier est telle   u'il   n'est pas compiètement austénique à la température de trempe ou de solution, la structure finale de l'acier sera une martensite adoucie avec des surfaces de "ferrite libre" et si ces surfaces de   "ferrite   libre" sont étendues,

   elles auront un effet nuisible sur la résistance au fluage et sur la ductilité transversale de la matière. 



   L'un des objets de la présente invention est de rendre inutile un contrôle étroit de la composition. 



   Suivant la présente invention, les aciers au chrome qui sont essentiellement ferritiques (par exemple contenant au moins 60 % de ferrite) à des températures normales de solution ou températures de trempe (par exemple 1000 - 1300 C et par conséquent ne durcissent pas par refroidissement, sont ensuite traités pour améliorer la résistance au fluage ou créer cette résistance au fluage ou créer cette résistance au fluage. 



   Le traitement mentionné ci-dessus peut consister en un travail à chaud de l'acier ferritique mou, ou en une combi- naison de trempe en solution et trempe par précipitation de la matière ou par les trois moyens. 



   Le travail-à chaud peut comprendre le chauffage de la ma- tière traitée par une solution à la température désirée endéans des limites appropriées, par exemple 20 -700 C; et en la travail lant ensuite par laminage, estampage, pressage ou par tous moyen jusqu'à obtenir une réduction de l'épaisseur ou du diamètre de par exemple 1% à 10%. 



   Une trempe par solution   ou'   par précipitation peut être affectée par l'emploi d'additions de trempe par précipitation, telles que par-exemple du molybdène, tungstène, niobium, tantale, titane, ou autres matières appropriées connues. 



   J'autres traits caractéristiques de la   présente.inven-   tion seront apparents de la description qui suit de méthodes 

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 détaillées, données à titre d'exemple de réalisation, de   l'invention.   



   Des aciers aptes au travail à chaud comme décrit ci- dessus peuvent avoir n'importe quelle composition endéans la spécification donnée ci-après, mais l'équilibre de compo- sition peut être tel que l'acier soit essentiellement ferriti- 
 EMI3.1 
 que (par exemple au moins 60%) à 1000 -1300 C. 
 EMI3.2 
 



  Carbone' 0,05 - 0,3% Manganèse 0,05 - 2,0% Nickel 0 - 4 % Silicium 0,05 - 1,0% Cobalt 0 - 4% Chrome 9 -20% Tungstène 0 - 3% ) au moins 0,7'% du ) total de ces éléMolybdène 0 - 3, ments pour des résistances au fluage Niobium & Tantale 0 - 2% ) appropriées Titane 0 - 2 Vanadium 0 - 2% Azote 0,001- 0,2% Bore 0 - 0,05% 
En plus, jusque   0,5%   total de n'importe lequel' des, désoxydants plus puissants, tels que l'aluminium, cérium, magnésium, pourront être présents si on le désire, mais cela n'est pas indispensable. 



   Exemple d'alliages entre ces limites   sont :   
 EMI3.3 
 C% Mn% Si% Cr% Moto Nb% 1% Tlfo r B%, W216 0,09 0,37 0,51 10,4 0,37 0,32 0,77 - 'o,001 - W226 o,o6 0,6 0,35 10,5 0,45 0,3 0,06 0,001 0,005 rr3 . 0,09 0, $ 0,3 11 0,5 0,4 0,2 - 0,001 0,00 W354 0,05 018 0,4 13 1 1,5 0,25 - 0,1 0,13 

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 Les alliages ci-dessus essayés à 30 tonnes par pouce carré à 500 C ont donné les chiffres suivants : 
 EMI4.1 
 
<tb> Effort <SEP> en <SEP> pour <SEP> cents <SEP> pour <SEP> loo <SEP> heures
<tb> (a) <SEP> (b).
<tb> 
 
 EMI4.2 
 



  O.Q. 12000C adoucis à 500 C. O.Q.12000C travaillé à chaud 5 
 EMI4.3 
 
<tb> à <SEP> 500 C
<tb> 
<tb> W216 <SEP> 0,27 <SEP> 0,09
<tb> 
 
 EMI4.4 
 W226 O28 0108 
 EMI4.5 
 
<tb> W318 <SEP> 0,23 <SEP> 0,09
<tb> 
<tb> W354 <SEP> plus <SEP> grand <SEP> que <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 0,05
<tb> 
 Pour des matières de trempe par solution et trempe par préci- pitation, la spécification est comme décrit ci-dessus, à l'exception de : 
 EMI4.6 
 Molybdène z0 - 6% ) )Addition de trempa par solution, Tungstène 0 - 6% ) )au total au moins 1,5% Vanadium 0 - 2% ) Niobium et) p - 2r; ) Tantale ).Addition pour trempe par précipi Titane 0 - 2% '} dation. 



  Ces aciers peuvent également être travaillés à chaud mais une résistance satisfaisante au fluage peut être obtenue sans ce procédé. Exemples : 
 EMI4.7 
 C% Mn% Si% Cr% M9% W% V% Nb% N%. B%  X352 0, 05 0, 0,3 13 1 1 0,2 0,5 0,1 0,001 
 EMI4.8 
 
<tb> WEX409 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0,8 <SEP> 0,3 <SEP> 13 <SEP> 2' <SEP> 2 <SEP> 0,2 <SEP> 0,5 <SEP> 0,1 <SEP> 0,01
<tb> 
 
 EMI4.9 
 v X651 0,05 0,0 0,3 13 2 2 0,2 0,25 0,1 0,01 
Les alliages sont normalement traités en solution à 1000-   1300 C,   et trempés à l'air, dans l'huile ou dans l'eau. Ils sont ensuite mûris entre les limites de température de 500-700 C. 



   Les exemples ci-dessus, lorsque la trempe se fait à l'huile à 1200 C, mûris pendant 20 heures à 650 C, et essayés à 30 tonnes par pouce carré à   500 C,   ont donné les chiffres sui- vants : 

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 EMI5.1 
 
<tb> Matière <SEP> % <SEP> de <SEP> ferrite <SEP> à <SEP> 1200 C <SEP> Effort <SEP> après <SEP> 100 <SEP> heures
<tb> 
<tb> 
<tb> WEX <SEP> 352 <SEP> 80% <SEP> 0,065%
<tb> 
<tb> WEX409 <SEP> 95% <SEP> 0,035%
<tb> 
 
 EMI5.2 
 VJEX651 z o, 096J

Claims

REVENDICATIONS Et RESUME.

1. Aciers au chrome essentiellement ferritiques à des températures normales de solution ou trempe traités pour améliorer ou créer une résistance au fluage, ce traitement comprenant un travail à chaud ou une combinaison de trempe par solution et trempe par précipitation ou une combinaison de tous ces trois moyens.

2. Aciers au chrome contenant du ferrite à au moins 60% à 1000 -1300 C à des températures normales de solution ou trempe, traités pour améliorer ou créer la résistance au fluage, un tel traitement comprenant le travail à chaud ou une combinaison de trempe par solution et trempe par précipitation, ou une combinaison de ces trois moyens.

3. Aciers au chrome selon les revendications 1 et 2, pour lesquels le travail à chaud comprend le chauffage de la matière à 20-700 C, et comprenant un travail par laminage, estampage, pressage ou autres moyens appropriés pour réduire l'épaisseur ou le diamètre entre 1% et 10%.

4. Aciers au chrome selon les revendications 1, 2 ou 3, pour lesquels la trempe par solution ou par précipitation est affectée par l'addition de par exemple molybdène, tungstène, niobium, tantale, titane ou autres matières connues appropriées.

5. Aciers au chrome selon n'importe laquelle des revendications précédentes ayant des compositions entre les limites suivantes : <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 Carbone 0,05 - 0,3% Manganèse 0,05 - 2 % Silicium 0,05 - 1% Nickel 0 - 1 o Cobalt 0 - 4% Chrome 9 - 20% Tungstène D - 3% ) )au moins 0>71o du Molybdène 0 - 3% )total de ces élé- )ments pour une réNiobium et Tantale 0 - 2% )sistance appropriée Titane 0 - 2% )au fluage.

Vanadium. '0 - z Azote 0,001 - 0,2% Bore 0 - 0,05% en même temps que des désoxydants tels que l'aluminium, le cérium, le magnésium représentant un total de 0 - 0,5%.

6. Aciers au chrome selon les revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lesquels les éléments de trempe par solution représentent un total d'au moins 1,5% et comprennent : EMI7.2 <tb> Molybdène <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 6% <tb> <tb> Tungstène <SEP> 0- <SEP> 6% <SEP> ' <SEP> <tb> <tb> Vanadium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2% <tb> avec des éléments de trempe par précipitation comprenant : EMI7.3 <tb> Niobium <SEP> et <SEP> tantale <SEP> 0- <SEP> 2% <tb> <tb> Titane <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2% <tb> 7.

Acier au chrome selon la composition des reven- dications 1, 2, 3 ou 4 comprenant : EMI7.4 <tb> Carbone <SEP> 0,05% <tb> <tb> Manganèse <SEP> 0,08% <tb> <tb> Silicium <SEP> 0,3% <tb> <tb> Chrome <SEP> 13 <SEP> % <tb> <tb> Molybdène <SEP> 2% <tb> <tb> Tungstène <SEP> 2% <tb> <tb> Vanadium <SEP> 0,2% <tb> <tb> Niobium <SEP> 0,25 <tb> <tb> Azote <SEP> 0,1% <tb> <tb> Bore <SEP> 0,01% <tb> <Desc/Clms Page number 8> 8. Aciers au chrome, substantiellement comme décrits ci-dessus.