Procédé de recuite de tuyaux en fonte centrifugée et tuyau recuit obtenu par ce procédé. La présente invention .comprend un pro- cAdé -de recuite -de tuyaux en fonte centrifu- riée, et un tuyau recuit obtenu parce pro cédé.
Les tuyaux obtenus jusqu'à présent dans des moules centrifuges à refroidissement, en employant des fers utilisés habituellement pour les moulages @centrifubes, ont générale ment la structure suivante: La partie exté rieure du tuyau, à une distance variable de la surface en allant vers l'intérieur, est @com- posée principalement de ce qui paraît être un eutectique -de .carbure de fer et -d'austé- nite à différents stades de décomposition par semé de petites particules -de phosphure de fer.
La composition -du fer change d'une fa çon sensible en allant vers la partie médiane et vers la. partie intérieure de la paroi du tuyau. Il y a généralement un changement graduel des caractéristiques -de la matière, quand on passe de la partie extérieure du tuyau à la partie intérieure; dans la partie intérieure, on peut trouver de la ferrite, de la perlite et un eutectique contenant du phos- phure de fer.
La partie la. plus interne de la paroi du tuyau est généralement b aphitique. La profondeur de la trempe, ainsi que les -ca ractéristiques des autres parties du tuyau va rient avec la composition du fer, l'épaisseur du tuyau et d'autres facteurs couramment connus dans le métier.
Pour diminuer la dureté et la fragilité des tuyaux moulés, ainsi que pour supprimer ou modifier toutes les tensions internes dans -ces tuyaux, il a été d'usage -de les recuire. Ce pendant, avec les méthodes appliquées jus qu'à présent pour la recuite, on procédait à des températures et pendant des temps de chauffe tels que le carbone -combiné ne pou vait pas être réduit au pourcentage de 0,15 ou moins, admis par la tolérance, sans mettre en solution en même temps une quantité ex- eessive de phosphore. On a découvert, d'une façon générale, que plus le pourcentage de phosphore dissous dans le fer était faible, plus la malléabilité -de la pièce fondue était grande.
Le procédé de recuite selon la présente invention s'applique aux tuyaux en fonte centrifugée, fabriqués dans un moule métal lique centrifuge, refroidi, .ces tuyaux présen tant une partie externe contenant des car bures et qui, lorsque le métal est froid, a les caractéristiques de la fonte blanche trempée dont le phosphore est en grande partie non dissous.
Il est caractérisé en ce que l'on chauffe le tuyau à recuire, à une température com- prise en 900 et 940 C pour amorcer mais non compléter la décomposition du carbure de fer, puis en ce que l'on en abaisse la tempé rature en 790 et 730 C à une vitesse suf fisamment rapide pour retarder matérielle ment la .dissolution du phosphore, en ce que l'on maintient le tuyau à ,cette dernière tem pérature jusqu'à ce que la teneur en carbone combiné soit au moins réduite à 0,15 % et en suite en -ce que l'on refroidit le tuyau à la température atmosphérique.
Le tuyau en fonte centrifugée fabriqué dans un moule centrifuge refroidi, puis re cuit selon le procédé -de l'invention, est carac- térisé en ce qu'il ne contient pas plus de <B>0,15%</B> de carbone combiné et pas plus de <B>65%</B> de son phosphore total, en solution. Il est essentiellement plus malléable et moins cassant que les tuyaux fabriqués par les pro cédésconnus jusqu'à présent.
Pour l'exécution pratique du procédé de l'invention, on emploie de préférence un four allongé dont le compartiment de .chauffage est .divisé en plusieurs chambres, -chacune de ces chambres étant destinée -à un chauffage à une température particulière.
Un transpor teur est utilisé pour .faire, passer le tuyau à travers. le four, d'une chambre à l'autre. Les différentes chambres sont munies d'appareils de chauffage électrique ou par combustion, commandés pour donner les températures maxima et minima dans les différentes cham- bres. La chambre ayant la température la plus basse est de préférence munie d'ouver tures -de ventilation pour .créer en elle une circulation de gaz de refroidissement.
La vi tesse du transporteur est proportionnée -de telle sorte, par rapport à la longueur de -cha que chambre et selon le traitement thermi que recherché, que l'on peut obtenir des temps de chauffage différents dans les différentes chambres. La manière préférée d'abaisser ra pidement la température du tuyau moulé dans la chambre à basse température, est de faire circuler dans cette chambre des gaz ayant une température relativement basse.
Pour recuire des tuyaux de 10 cm de dia mètre approximativement et d'une épaisseur de paroi de 8 mm environ, tuyaux qui ont été moulés -dans un moule centrifuge refroidi et qui ont la structure décrite plus haut, on peut procéder .comme suit: On place le tuyau, après l'avoir retiré du moule à une température d'environ 650 C, dans le four à recuire. On élève la tempéra ture :de la pièce moulée jusqu'à approximati vement 940 C en 13 minutes environ et la température est maintenue pendant environ 5 minutes pour amorcer suffisamment la<B>dé-</B> -composition des carbures les plus réfractaires.
On refroidit ensuite la pièce moulée, progres sivement, à une température d'environ 790 à 730 C et ce refroidissement peut être effec tué d'une façon satisfaisante en 7 minutes en viron. On maintient la température de la pièce moulée à cette dernière valeur pendant environ 5 minutes, soit jusqu'à ce que la te neur du carbone combiné ait diminué jus qu'à environ 0,15% de la masse -de la pièce moulée. Le traitement restant est simplement la préparation du tuyau pour le refroidisse ment à l'air sans qu'il en résulte des -détério rations et ceci est effectué en refroidissant progressivement la pièce moulée de 730 à 650 C et ensuite en la refroidissant dans l'air.
Pour recuire un tuyau -de composition semblable, mais de 61 cm de diamètre et pré sentant une paroi d'une épaisseur -de 2 cm environ, on chauffe ce tuyau à partir d'une température initiale -d'environ 650 jusqu'à 930 C en 27 minutes environ et pour assu rer l'amorçage de la décomposition des car bures les plus réfractaires, on a trouvé judi cieux de maintenir la pièce moulée à une tem pérature comprise entre 900 et 940 C pen dant environ 10 minutes.
On refroidit ensuite la pièce moulée progressivement à. partir de la température élevée jusqu'à environ 790 C, nenlant une .durée d'environ 16 minutes et pour obtenir une décomposition pratiquement complète du carbure de fer restant, on main tient la température de la. pièce moulée entre 790 et 730 C pendant environ 10 minutes. La pièce moulée est ensuite refroidie progres sivement jusqu'à 650 C et ensuite refroidie dans l'air.
Pour recuire des tuyaux de plus grand diamètre et de parois plus épaisses, les du rées d'exposition aux différentes températures Soit augmentées, mais les présentes re cherches conduisent à la conclusion que des résultats satisfaisants peuvent être obtenus en recuisant les tuyaux les plus grands et les plus lourds en .chauffant ces -derniers jus qu'à environ 900 à 940 C, la durée .du chauf fage pour les amener à cette température ne dépassant pas approximativement 40 mi nutes.
On maintient la température -des tuyaux dans les limites ci-dessus pendant une durée ne dépassant pas approximativement 15 minutes et -on abaisse ensuite progressive ment la température @à 790 C pendant une urée ne dépassant pas 2.4 minutes. On main tient alors la température de la pièce moulée entre 790 et 730 C pendant une durée ne dé passant pas 16 minutes environ. Pour des tuyaux très lourds, la- durée du refroidisse ment de 730 à 650 C peut atteindre 14 mi- nutes pour amener la, pièce moulée dans de bonnes conditions pour être refroidie dans l'air.
En recuisant des tuyaux de fonte -du genre décrit ci-dessus, selon le procédé -de l'invention, on peut produire un tuyau recuit dans lequel le carbone :combiné est pratique ment éliminé et dans lequel le phosphore en solution ne dépasse pas les 65 % environ du phosphore total du métal.
On remarquera que le but cherché est de décomposer le carbure de fer tout en mainte nant le phosphore hors de solution pour au tant que cela est réalisable sur une échelle in dustrielle.
Le chauffage de la pièce moulée, jusqu'à 900 à 940' C est -de préférence effectué aussi rapidement que possible -de même que l'abaissement -de la. température -de cette pièce jusqu'à 790-730' C.
Le tuyau ainsi recuit conserve sa struc- ture .cristalline telle qu'elle est particulière au tuyau au moment où il sort du moule re froidi. Le tuyau moulé conserve dans sa structure pas moins -de<B>35%</B> environ de son phosphore total, soit sous forme .de phosphure de fer, soit sous forme d'un eutectique bi naire -de phosphure de fer et :
d'une solution saturée -de phosphure -de fer dans du fer, ,soit sous forme,d'un eutectique ternaire contenant du phosphure de fer, du carbure de fer et de la ferrite, soit encore sous forme -d'un mé lange .d'au moins deux de ces formes et pas plus -de<B>65%</B> environ -de son phosphore total en solution.
Les pourcentages indiqués ci-dessus par rapport à la quantité,de phosphore mise en so lution et la quantité de carbone combiné res tante, sont seulement donnés à titre illustratif des résultats obtenus dans des opérations in dustriellement réalisables. En recuisant des tuyaux d'épaisseurs différentes, 'en particu lier des tuyaux plus minces et en prévoyant un appareil permettant un chauffage et un refroidissement plus rapide, les résultats in dustriels indiqués ci-dessus peuvent .être amé liorés.
Le procédè de l'invention est applicabIe à toutes les fontes ou fers -de moulage habituel lement utilisés pour le moulage .centrifuge de tuyaux, fontes ou fers qui contiennent du phosphore et dans lesquels le silicium n'est pas en quantité trop forte pour empêcher une trempe.
De tels fers sont habituellement com pris dans les limites suivantes:
EMI0004.0001
C <SEP> Si <SEP> S
<tb> 3,00-3,85 <SEP> 1,20-3,00 <SEP> 0,05-0,l5
<tb> Mn <SEP> P <SEP> "
<tb> 0,15-0,80 <SEP> 0,20-2,00 Un fer type qui a. été utilisé avec succès est le suivant:
EMI0004.0002
C <SEP> Si <SEP> S <SEP> Mn <SEP> P
<tb> <B>3,77</B> <SEP> 1,80 <SEP> 0,076 <SEP> 0,57 <SEP> 0.50 Des essais physiques comparatifs ont montré que le tuyau présente une malléabi lité augmentée par rapport à des pièces mou lées recuites faites en un fer semblable et re cuites par les méthodes précédemment -con nues et appliquées en pratique.