Alliage contenant du fer, du titane et du carbone, et son utilisation La présente invention se rapporte à un alliage contenant du fer, du titane et du carbone, à forte teneur en ces éléments, et à son utilisation pour la confection d'outils ou pièces pour le façonnage de métaux. Cet alliage, sous sa forme ayant subi un traitement thermique, présente une grande dureté jointe à une grande ténacité.
Le titane, par une formation importante de car bure, possède des propriétés qui le rendent intéres sant comme élément dans les alliages de fer, notam ment pour la fabrication des aciers à outils. Le titane combiné au carbone est très dur, résiste pratiquement à l'usure et au frottement, et sensiblement à la corro sion ; il a un faible coefficient de frottement, une conductibilité calorifique relativement élevée, ainsi qu'une densité relativement faible comparativement aux autres carbures, tels que ceux de tungstène, de molybdène, etc.
Cependant, jusqu'à présent, les al liages ferreux contenant des quantités de titane dé passant 5#% présentaient une grande fragilité, au point d'être intravaillables et impropres à la fabrica tion de produits utilisables. Cette fragilité était due à la présence de carbure de titane, sous forme de gros agrégats dendritiques, et à une ségrégation plus ou moins marquée dudit carbure.
L'alliage faisant l'objet de l'invention est par contre pratiquement exempt des gros agrégats den- dritiques et des ségrégations de carbure de titane, et manifeste une grande dureté jointe à une forte résis tance à la chaleur et à la corrosion, aux efforts mé caniques, à l'usure et à l'abrasion.
Il est caractérisé en ce qu'il renferme au moins 10 % de titane pratiquement en totalité sous forme de carbure, la phase carbure à base de titane étant répartie uniformément dans une matrice ferreuse dont le fer est le principal constituant métallique.
La matrice ferreuse peut être composée d'acier au carbone, d'acier spécial à teneur moyenne, ou d'acier spécial à forte teneur. L'alliage ferreux au ti tane possède les caractéristiques de traitement à chaud de l'acier. On peut donc lui conférer par trai tement thermique une dureté et une ténacité élevées.
Dans le dessin annexé La fig. 1 est une reproduction d'une micrographie montrant la structure après recuit d'un alliage fer reux conforme à l'invention. La fig. 2 est une reproduction d'une microgra phie montrant une autre forme de structure après recuit d'un tel alliage. La fig. 3 est une reproduction d'une micrographie montrant la structure après trempe d'un alliage fer reux conforme à l'invention.
La fig. 4 est une reproduction d'une micrographie montrant une autre forme de structure après trempe d'un alliage ferreux conforme à l'invention, et la fig. 5 est un graphique comparant les duretés dites de récupération de deux formes d'exécution de l'alliage ferreux selon l'invention avec la dureté de récupération d'un acier de la technique usuelle.
En général, l'alliage selon l'invention possède les aptitudes aux traitements thermiques des aciers spé ciaux à forte teneur en carbone pour outils, tels que les aciers à coupe rapide, tout en présentant les pro priétés favorables des carbures de tungstène cémen tés. Pour préparer cet alliage, on peut utiliser un acier spécial, un acier au carbone, ou du fer pur se combinant par la suite avec du carbone pour for mer un acier.
L'expression matrice ferreuse uti lisée dans le présent exposé désigne une matrice qui, du point de vue cristallographique, se caractérise, aux températures ordinaires, par une structure pra tiquement ferritique, ou cubique à corps centré, et qui aux températures élevées inférieures au point de fusion de l'alliage ferreux se transforme en une struc- ture pratiquement austénitique ou cubique à faces centrées.
L'alliage ferreux selon l'invention peut renfer- mer du titane dans les limites étendues de 10 à 70 % en poids, ce qui correspond à une composition, en volume,
d'environ 20 à 90 % de carbure de titane,
le complément étant l'acier dont les quantités varient d'environ 80 à 10 '% en volume. Les limites préférées de 20 à 58 % de titane en poids,
correspondent à en- viron 40 à 80'% en volume de carbure de titane, le complément, soit environ 60 à 20% en volume étant l'acier.
On décrit dans les exemples suivants plusieurs formes d'exécution de l'alliage selon l'invention, ainsi que leur préparation.
<I>Exemple 1</I> Un alliage, utilisable pour les outils de coupe à une seule pointe et autres applications analogues exigeant une grande dureté, a la composition sui vante
EMI0002.0078
Environ <SEP> 65 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> titane
<tb> <SEP> <B>10,910/0</B> <SEP> > > <SEP> de <SEP> fer
<tb> <SEP> 2 <SEP> % <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> cobalt
<tb> <SEP> 0,71% <SEP> > > <SEP> de <SEP> chrome
<tb> <SEP> <B>0,30/0 <SEP> > <SEP> </B> <SEP> de <SEP> vanadium
<tb> <SEP> 3,0% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> tungstène
<tb> <SEP> 18,
1% <SEP> > > <SEP> de <SEP> carbone <I>Exemple 2</I> Un alliage très avantageux pour les applications exigeant de la ténacité en même temps qu'une forte résistance à l'usure et au frottement, est le suivant
EMI0002.0081
Environ <SEP> 39,0 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> titane
<tb> <SEP> 10,3 <SEP> % <SEP> > > <SEP> de <SEP> carbone
<tb> <SEP> 0,7'% <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> chrome
<tb> <SEP> 50 <SEP> '0/0 <SEP> > > <SEP> de <SEP> fer Le titane est introduit dans le métal de base sous forme de carbure de titane au lieu de l'être sous forme de titane métallique, ce qui permet d'obtenir des avantages au lieu des résultats préjudiciables an térieurs.
Des essais ont démontré que le carbure de titane utilisé en combinaison avec un acier, tel que par exemple un acier à faible teneur en carbone, se dissout partiellement dans l'acier au cours du chauffage à haute température grâce à quoi la ma trice de l'alliage ferreux obtenu est pourvue d'une teneur en carbone et alliage supplémentaire amélio- rant ses propriétés de durcissement, de résistance au recuit, de dureté à chaud, de résistance à la dé formation, à l'usure, etc.
Même lorsque la matrice ferreuse est dérivée d'un acier spécial à forte teneur, on obtient une amélioration des propriétés finales de l'alliage ferreux.
La solubilité partielle du carbure de titane dans la matrice ferreuse est particulièrement désirable car elle donne des microstructures qui sont avantageuses pour les propriétés de l'alliage notamment en ce qui concerne la résistance à l'usure et à la déformation.
Ces microstructures peuvent se composer de grains de carbure de titane bien arrondis, partiellement ar rondis -ou pratiquement anguleux, uniformément dis persés dans toute la matrice ferreuse, que celle-ci soit composée de perlite, sphéroïdite, de produits de décomposition martensitiques, de martensite, ou de bainite. Les fig. 1, 2, 3 et 4 donnent des exemples de ces microstructures. La fi-.
1 qui est une reproduc tion d'une micrographie, grossissement à<B>1000</B> die mètres, montre que la microstructure de l'alliage ferreux, à l'état recuit, comprend des grains de car bure de titane partiellement arrondis, répartis pra tiquement uniformément dans la matrice ferreuse de perlite. La fig. 2, également prise avec un grossisse ment de 1000 diamètres,
montre des grains de car bure<B>de</B> titane partiellement arrondis dispersés dans une matrice ferreuse analogue renfermant des quan tités appréciables de sphéroïdite. La microstructure de la<B>fi-.</B> 3, grossissement à 1000 diamètres, montre des grains de carbure de titane bien arrondis disper sés dans une matrice ferreuse analogue composée principalement de martensite résultant d'un refroi dissement à l'eau à partir d'une température d'envi ron 9851, C.
La fig. 4 est analogue à la fig. 3, sauf qu'elle montre des. grains anguleux de carbure de titane dispersés dans une matrice ferreuse martensi- tique. Cette structure est avantageuse dans le cas d'outils de coupe.
La fig. 5 est un diagramme indiquant la dureté de récupération ou dureté après trempe de deux for mes d'exécution de l'alliage selon l'invention (cour bes A et B). On entend par dureté de récupération la dureté à température ambiante d'un alliage ayant été précédemment trempé et préchauffé aux tempé ratures indiquées sur le diagramme. A titre de com paraison, le graphique donne également une courbe de la dureté de récupération d'un acier rapide du type courant 18-4-1 (courbe X).
La courbe A indi que la dureté de récupération d'un alliage renfermant approximativement 50 % de titane, du carbone en quantité suffisante pour se combiner avec le titane, le complément étant essentiellement du fer. La du reté de récupération de cet alliage est supérieure à celle représentée par la courbe X aux températures dépassant environ 6700 C. Elle est également supé rieure en ce qui concerne les températures inférieures à 4400 C environ.
La courbe B représente la dureté de récupération d'un alliage renfermant approximati- vement 50 % de titane, 10 % de tungstène, 2!0/0 de chrome, avec de faibles quantités de vanadium et du carbone en quantité suffisante pour qu'il se com bine pratiquement avec tout le titane et donne à la matrice ferreuse des propriétés permettant les traite ments thermiques.
La dureté de récupération de cet alliage ferreux est supérieure à celle de l'alliage, cou rant dans toute la gamme de températures jusqu'à en- vi@ron 1000 C.
Il ressort de ce qui précède que l'alliage ferreux à fortes teneurs en titane et en carbone selon l'in vention peut être soumis aux traitements thermiques comme les aciers courants pour obtenir des structu res dures ou recuites. Mais, à la différence des aciers courants, l'alliage selon l'invention peut présenter sa ténacité maximum à l'état complètement durci.
Par exemple, un alliage ferreux renfermant environ 35 % en poids de titane, le complément étant du fer et du carbone combiné avec le titane, présente générale ment, à l'état recuit, une résistance aux chocs d'en viron 1,1 Kgm, déterminée à l'essai Izod sur une éprouvette non entaillée de 4,7 mm au carré.
Toute fois, après durcissement complet du même alliage par une trempe à l'eau à partir d'environ 9850 -C, sa résistance aux chocs atteint environ 2,1 Kgm. La résistance aux chocs à l'état de trempe complète est donc meilleure qu'à l'état recuit, alors que c'est l'in verse pour la plupart des aciers courants.
Comme exemples d'aciers pouvant être utilisés en association avec le carbure de titane pour la prépa ration de l'alliage ferreux selon l'invention, on peut citer les aciers à faible, moyenne et forte .teneur en carbone. Ces aciers sont: l'acier SAE 1010, l'acier SAE 1020, l'acier SAE 1030, l'acier SAE 1040, l'acier SAE 1080, etc. On peut utiliser le fer pur puisqu'il se combine avec le carbone pour former un acier au cours du processus de préparation de l'alliage ferreux selon l'invention.
On peut utiliser également les aciers spéciaux à faible, moyenne et forte teneur en carbone, dont les compositions sont les suivantes : environ 0,8'% de chrome, 0,2 % de molybdène, environ 0,30'% de carbone, et pratique- ment le complément de fer ;
environ 5'% de chrome, 1,4% de molybdène, 1,4'% de tungstène, 0,45,% de vanadium, 0,35 % de carbone, le complément étant du fer;
environ 8 % de molybdène, 4 % de chrome, 2 % de vanadium, 0,85 % de carbone, le complément étant du fer ;
environ 18 % de tungstène, 4'% de chrome, 1 '% de vanadium, 0,75 % de car- bone, le complément étant du fer ;
environ 20 % de tungstène, 12 '% de cobalt, 4 % de chrome, 2 '% de vanadium, 0,80 % de carbone, le complément étant du fer ;
et généralement d'autres types d'acier caractérisés, du point de vue cristallographique, par une structure cubique à corps centré aux tempéra tures ordinaires, se transformant en une structure cubique à faces centrées aux températures élevées inférieures au point de fusion de l'acier.
Le carbure de titane utilisé dans la préparation de l'alliage peut contenir des quantités limitées d7au- tres carbures, de préférence en solution solide.
On peut par exemple remplacer partiellement le carbure de titane par: du carbure de tungstène jusqu'à en viron 35 0/0, du carbure de vanadium jusqu'à environ 35%, du carbure de zirconium jusqu'à environ 25,0/() du carbure de colombium jusqu'à environ 10 0/0,
du carbure de tantale jusqu'à environ 10 '% etc.,
la quantité totale de ces carbures n'excédant pas envi- ron 50 % en poids de la quantité totale de carbures présente.
Il est entendu que la teneur minimum en titane de l'alliage est de 10'%.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, l'alliage ferreux selon l'invention est susceptible de traitements ther miques. Par exemple, pour le recuit de l'alliage, on le refroidit lentement en le faisant passer par la température A1 afin de donner à la matrice ferreuse une microstructure consistant en perlite et en sphé- roïdite. On entend par température A1 ,
la tempéra ture à laquelle le cristal cubique à faces centrées se transforme en une structure cristalline cubique à corps centré. Pour la trempe, on chauffe l'alliage à une température d'austénitisation suffisante pour con vertir pratiquement la matrice en une structure cu bique à faces. centrées et pendant un temps suffi- sant pour obtenir une structure
uniforme, puis on le refroidit dans l'air, dans l'huile ou dans l'eau, sui vant les propriétés de durcissement de l'alliage fer reux, afin de décomposer l'austénite en martenste. On peut également transformer l'austénite en bainite pair refroidissement isotherme de 1a température sus dite d'austénitisation à celle de formation de la bai nite.
L'un des principaux avantages résultant de l'in vention est que l'alliage ferreux à fortes teneurs en titane et en carbone, recuit, peut être usiné dans une large mesure par les procédés courants. Par exemple, l'alliage en barre renfermant environ 35 0/0 en poids de titane et le complément d'acier au car bone et de carbone combiné avec le titane, s'usine facilement à la forme voulue sur un tour en utilisant une qualité de coupe d'acier de carbure de tungstène cémenté,
lorsqueRTI ID="0003.0228" WI="5" HE="4" LX="1367" LY="1853"> cet alliage est recuit jusqu'à une faible dureté ne dépassant pas 40 d'indice de dureté Rockwell C. La dureté de la barre usinée est en suite relevée jusqu'à 72 Rockwell C par trempe à l'huile à partir d'une température d'environ 8700 C.
L'alliage ferreux selon l'invention peut être ob tenu pratiquement exempt de dendrites massives de carbure et de ségrégations, en coulant l'acier fondu dans les interstices d'une structure poreuse agglomé rée pratiquement composée de grains de carbure de titane.
Cette opération s'effectue en agglomérant les grains de carbure de titane en un bloc poreux par compression suivie d'un chauffage à une tempéra ture élevée, généralement comprise entre environ 1000o C à 1600 C pendant environ 1/4 d'heure à 6 heures, de préférence sous vide ou sous une pres sion sous-atmosphérique ne dépassant pas environ 200 microns de colonne de mercure.
Un autre pro cédé consiste à effectuer la coalescence par compres sion et chauffage simultanés dans les limites de tem- pératures indiquées, dans des conditions non oxy dantes, pendant une durée d'environ 10 minutes à environ 2 heures.
On prépare ensuite le bloc poreux fritté pour la coulée en l'enfermant dans un moule de matière réfractaire pratiquement inerte à l'égard de l'alliage ferreux, par exemple en zircone stabilisé, toutes dispositions utiles étant prises pour permettre l'introduction de l'acier en fusion dans le moule en contact avec la structure poreuse de carbure.
On place alors le moule de matière réfractaire renfer mant la structure poreuse de carbure dans un four de coulée approprié. On introduit par l'orifice du moule une quantité d'acier suffisante et l'on amène le tout à une température dépassant généralement d'environ 100(l C le point de fusion, de l'acier afin que l'acier fondu coule dans les interstices de bloc poreux,
remplisse ceux-ci complètement et fournisse un excédent pour combler les cavités de contraction, les pailles, etc. La coulée s'achève sous vide ou à une pression sous-atmosphérique ne dépassant pas généralement environ 200 microns de colonne de mercure.
Lorsque l'acier a complètement rempli les interstices de la structure poreuse de carbure de ti tane et que l'état d'équilibre est atteint, le carbure est modifié par une solution partielle dans la phase liquide, grâce à laquelle il se trouve disloqué en grains discontinus et uniformément répartis. On laisse refroidir sous vide le bloc d'alliage ferreux ainsi ob tenu par coulée intersticielle, avant de le retirer du four et de le séparer enfin du moule réfractaire.
On recuit ensuite le produit obtenu, par exemple en le chauffant dans un four à une température d'au moins 7000 C environ et pouvant atteindre environ 1050 C, pendant environ 4 heures, dans des conditions non oxydantes, par exemple dans une atmosphère réduc- trice composée d'environ 93 % d'azote et environ 7 % d'hydrogène,
ce chauffage étant suivi d'un re- froidissement contrôlé de moins de 150 C environ par heure jusqu'à une température d'environ 5400 C, ou au-dessous.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, la micro structure de l'alliage ferreux recuit est généralement constituée de grains durs de carbure de titane uni formément répartis dans une matrice ferreuse recuite, par exemple une matrice ayant une microstructure de perlite, sphéroïdite, ou de produits de décomposi tion martensitiques. Les exemples suivants indiquent plus en détail la manière d'appliquer le précédent procédé de préparation des alliages conformes à l'in vention.
<I>Exemple 3</I> La composition d'un alliage pour outil d'avan cement à chocs violents est la suivante
EMI0004.0064
Environ <SEP> 43,0 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> titane
<tb> <SEP> 45,3 <SEP> '0 <SEP> /0 <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> fer
<tb> <SEP> 11 <SEP> 0/0 <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> carbone
<tb> <SEP> 0,4 <SEP> % <SEP> 5 > <SEP> de <SEP> chrome
<tb> <SEP> 0,2 <SEP> % <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> manganèse
<tb> <SEP> <B>0,10/()</B> <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> molybdène L'outil est fabriqué comme suit Un lot de carbure de titane dont l'analyse est la suivante :
78 % de titane, 20,68 % de quantité to- tale de carbone, 3,11 % de carbone libre, 0,22 0/0 de fer, 0,
037 '% d'hydrogène, 1,09 % d'oxygène, 0,50 % d'azote, est traité dans un creuset de carbone, dans l'air, à environ 1900 C.
Après ce traitement, la teneur en carbone libre est de 3,78 % et la teneur totale en carbone 20,
51 '%. L'aggloméré traité à chaud est ensuite concassé à une dimension inférieure à 55 mailles au centimètre linéaire. On place envi ron 2000 grammes de ce produit concassé dans un broyeur en acier inoxydable de 4 litres environ, que l'on charge de<B>11500</B> grammes de boulets d'acier de 12,7 mm et que l'on remplit à moitié de trichlor- éthylène. Le produit est broyé pendant 100 heures, puis soigneusement séché et passé au tamis de 55 mailles au centimètre linéaire.
Un aggloméré cylindrique poreux de 63,5 mm de diamètre et de 31,75 mm de haut, est comprimé à 630 kg/cml2. Il est ensuite placé sur un support en graphite, et chauffé à environ 1250 C pendant une demi-heure sous un vide de. moins de 100 microns de colonne de mercure. L'aggloméré poreux fritté renferme approximativement 651% en volume de carbure de titane. On le place alors dans un moule réfractaire consistant en zircone granuleux stabilisé.
Puis on place au-dessus du moule une quantité préa lablement déterminée de métal, calculée de manière à remplir complètement tous les interstices séparant les grains de carbure contenus dans le moule,
plus une ample quantité excédentaire de l'ordre de 50 %. Cet excédent est nécessaire pour remplir le moule complètement afin de combler les cavités de contrac tion selon les techniques courantes en fonderie. Dans le présent cas, le métal consiste en acier au chrome- molybdène SAE No 4130.
La charge est placée dans un four de coulée sous vide et amenée lentement à une température d'environ 1530 C. La fusion de l'acier a lieu à une pression d'approximativement 200 microns de colonne de mercure à une tempéra ture d'environ 1480 C. Le métal en fusion coule dans les interstices de la structure poreuse de carbure. La température est maintenue à environ 1530 C pendant une heure pour permettre au métal d'at teindre une grande fluidité afin de remplir complè tement tous les vides et d'assurer la solubilité et l'arrondissement des grains de carbure.
On laisse re froidir la fusion sous vide, avant de retirer le moule du four et de démouler le lingot.
Le lingot brut de fonte est recuit dans un four à environ 870,1 C dans une atmosphère protectrice composée d'environ 93 % d'azote et environ 7 0/0 d'hydrogène. La période de recuit de deux heures est suivie d'un refroidissement contrôlé à une vi tesse de moins de l5o C à l'heure jusqu'à une tempé rature d'environ 540() C.
La structure recuite a alors une dureté Rockwell C d'environ 45. On peut alors donner au lingot la forme voulue au tour, en utilisant une qualité de coupe d'acier de carbure de tungstène. On conserve les tolérances habituelles pour rectifi cation après trempe. Le lingot usiné est durci par austénitisation à environ 9800 C et refroidi dans un bain d'huile. On soumet ensuite le lingot à un revenu d'une heure environ à 2050 C.
La structure ainsi durcie a une dureté d'environ 70 à 71 RC. Son coefficient de rupture est d'environ 21 t/cm2 en rupture transversale, et sa résistance aux chocs de 14 cm/kg déterminée sur machine Izod avec une éprouvette non entaillée de 4,7 mm au carré. Le lingot est ensuite rectifié à la dimension définitive, et monté dans un support en acier spécial, prêt à l'emploi.
<I>Exemple 4</I> La composition d'un alliage utilisable pour la coupe est la suivante
EMI0005.0008
Environ <SEP> 61,0 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> titane
<tb> <SEP> 18,0'% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> fer
<tb> <SEP> 15,5% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> carbone
<tb> <SEP> 4,3 <SEP> % <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> tungstène
<tb> <SEP> <B>0,90/0</B> <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> chrome
<tb> <SEP> 0,2% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> vanadium La préparation est effectuée comme suit Le carbure de titane, traité selon l'exemple 3, est aggloméré en une plaque rectangulaire à une pres sion de 1,5 t/cm . La plaque est ensuite coupée avec une meule à liant de caoutchouc,
en petits rectan gles de 6,35 X 15,8 X 9,5 mm, dimension utilisa ble pour un outil de coupe à une seule pointe. Des rectangles identiques de plus petites dimensions sont agglomérés directement avec une pastilleuse automa tique. Les agglomérés sont chauffés à environ 1350 C sous un vide de moins de 100 microns de colonne de mercure. Les structures poreuses ainsi obtenues renferment approximativement 85 % en volume de carbure de titane.
Ces agglomérés sont placés dans un moule ouvert en oxyde de béryllium avec une charge de métal sur le dessus de chaque structure poreuse. Dans le présent cas, l'alliage con siste en un acier rapide du type 18-4-1 et la quantité utilisée est excédentaire de 50 '% par rapport à celle requise pour remplir le volume de vides de la struc ture poreuse.
L'excédent est nécessaire pour les rai sons exposées à l'exemple 3. La coulée intersticielle s'effectue sous vide à moins de 200 microns de co lonne de mercure et à une température d'environ 1490o C. On laisse imbiber à cette température pen dant 40 minutes.
Après refroidissement et retrait du four à vide, on ne constate aucune adhérence des pièces fondues au moule de support en céramique, et leur forme ainsi que leurs dimensions sont pro ches de celles de l'aggloméré poreux primitif. Ces morceaux sont soumis à une trempe à l'huile ou à l'air à partir d'une température d'environ 10400 C et sont achevés par rectification sous la forme de pointe d'outils.
Leur dureté est d'environ 74 Rockwell C ; leur coefficient de rupture 16 170 kg/cm2, et leur résistance au choc sur une éprouvette Izod de 4,7 mm au carré de 6 cm/kg.
Bien qu'il soit préférable de fabriquer l'alliage selon l'invention par la coulée intersticielle, on remar quera que d'autres procédés peuvent être utilisés. Par exemple, on peut mélanger les grains de carbure de titane à l'acier sous une forme particulière et les agglomérer en un bloc de la forme désirée, puis les soumettre à un chauffage à température élevée, ne dépassant pas généralement de plus de 1000 C le point de fusion de la phase acier.
En chauffant le carbure en présence de la phase liquide, les effets coopératifs des deux constituants sont réalisés et l'on obtient un alliage ferreux susceptible de traitements thermiques.
Le procédé ci-dessus de fabrication des alliages selon l'invention est décrit en détail dans l'exemple suivant <I>Exemple 5</I> La composition d'un alliage utilisable pour les filières d'extrusion est la suivante
EMI0005.0065
Environ <SEP> 29,5'% <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> titane
<tb> <SEP> 58 <SEP> % <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> fer
<tb> <SEP> 7,5% <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> carbone
<tb> <SEP> 1,2 <SEP> 0/0 <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> molybdène
<tb> <SEP> 1,2'% <SEP> <SEP> <SEP> de <SEP> tungstène
<tb> <SEP> <B>0,310/0 <SEP> <SEP> </B> <SEP> de <SEP> vanadium Pour préparer cette composition, on mélange in timement 3700 grammes de carbure de titane,
traité selon l'exemple 3, avec 6300 grammes d'acier à ou til sous forme de particules passant toutes au tamis de 128 mailles au centimètre linéaire, par broyage dans un broyeur en acier inoxydable. Le produit est ensuite aggloméré à une pression de 15,7 t/cm2. Cet aggloméré est chauffé sous un vide de moins de 200 microns de colonne de mercure et à une tem pérature d'environ 14700 C pendant 3 heures.
Après refroidissement de l'alliage sous vide, on le recuit à environ 8701, C dans une atmosphère protectrice composée d'environ 93 '% d'azote et 7 % d7hydro- gène. La structure recuite a une dureté Rockwell C d'approximativement 40,
on peut alors la travailler au tour pour lui donner la forme désirée en utilisant une qualité de coupe d'acier de carbure de tungstène. On conserve les tolérances habituelles pour rectifi cation après trempe. Le durcissement du lingot usiné est effectué par austénitisation à environ 980o C et refroidissement au bain d'huile. Le lingot est en suite soumis à un revenu d'une heure à environ 200o C.
Sa dureté Rockwell C est alors d'environ 70, et après rectification et finition, une pointe d'ex trusion de cet alliage s'est montrée excellente en ce qui concerne la résistance à l'abrasion et au frotte ment:
L'alliage ferreux à fortes teneurs en titane et en carbone selon l'invention, peut être utilisé sous la forme de barres, rondins, carrés, blocs, lingots et autres.
configurations, pour la fabrication des ou tils de coupe, matrices de découpage, matrices de formage, filières d'étirage, cylindres, filières d'ex trusion à chaud, matrices de forgeage, matrices de refoulement, outils d'alésage, et en général tous types d'éléments d'outils, ou de pièces de machines résis tant à l'usure et/ou à la chaleur.
Alloy containing iron, titanium and carbon, and its use The present invention relates to an alloy containing iron, titanium and carbon, with a high content of these elements, and to its use for making tools or parts for metalworking. This alloy, in its heat-treated form, exhibits great hardness combined with great toughness.
Titanium, due to a significant formation of carbon, has properties which make it interesting as an element in iron alloys, in particular for the manufacture of tool steels. Titanium combined with carbon is very hard, practically resistant to wear and friction, and noticeably resistant to corrosion; It has a low coefficient of friction, relatively high heat conductivity, as well as relatively low density compared to other carbides, such as tungsten, molybdenum, etc.
However, heretofore, ferrous alloys containing quantities of titanium exceeding 5% have exhibited great brittleness, to the point of being unworkable and unsuitable for the manufacture of usable products. This fragility was due to the presence of titanium carbide, in the form of large dendritic aggregates, and to a more or less marked segregation of said carbide.
The alloy forming the subject of the invention is, on the other hand, practically free from the large aggregates of dentitic and titanium carbide segregations, and exhibits great hardness together with a high resistance to heat and corrosion, to mechanical stresses, wear and abrasion.
It is characterized in that it contains at least 10% of titanium almost entirely in the form of carbide, the titanium-based carbide phase being uniformly distributed in a ferrous matrix of which iron is the main metallic constituent.
The ferrous die can be made of carbon steel, special medium grade steel, or special high grade steel. The titanium ferrous alloy has the characteristics of heat treatment of steel. High hardness and toughness can therefore be imparted to it by heat treatment.
In the accompanying drawing, FIG. 1 is a reproduction of a micrograph showing the structure after annealing of an iron alloy according to the invention. Fig. 2 is a reproduction of a micrograph showing another form of structure after annealing of such an alloy. Fig. 3 is a reproduction of a micrograph showing the structure after quenching of an iron alloy in accordance with the invention.
Fig. 4 is a reproduction of a micrograph showing another form of structure after quenching of a ferrous alloy according to the invention, and FIG. 5 is a graph comparing the so-called recovery hardnesses of two embodiments of the ferrous alloy according to the invention with the recovery hardness of a steel of conventional technology.
In general, the alloy according to the invention has the aptitudes for heat treatment of special steels with a high carbon content for tools, such as high-speed steels, while exhibiting the favorable properties of cemented tungsten carbides. To prepare this alloy, a special steel, carbon steel, or pure iron can be used which subsequently combines with carbon to form a steel.
The term ferrous matrix used in the present disclosure denotes a matrix which, from a crystallographic point of view, is characterized, at ordinary temperatures, by a practically ferritic, or body-centered cubic structure, and which at high temperatures below the point When the ferrous alloy melts into a practically austenitic or face-centered cubic structure.
The ferrous alloy according to the invention can contain titanium within the extended limits of 10 to 70% by weight, which corresponds to a composition, by volume,
about 20 to 90% titanium carbide,
the remainder being steel, the amounts of which vary from about 80 to 10% by volume. The preferred limits of 20 to 58% titanium by weight,
correspond to about 40 to 80% by volume of titanium carbide, the balance, or about 60 to 20% by volume being steel.
Several embodiments of the alloy according to the invention are described in the following examples, as well as their preparation.
<I> Example 1 </I> An alloy, usable for single point cutting tools and other similar applications requiring great hardness, of the following composition
EMI0002.0078
About <SEP> 65 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> titanium
<tb> <SEP> <B> 10,910 / 0 </B> <SEP>>> <SEP> of <SEP> iron
<tb> <SEP> 2 <SEP>% <SEP> <SEP> <SEP> of <SEP> cobalt
<tb> <SEP> 0.71% <SEP>>> <SEP> of <SEP> chrome
<tb> <SEP> <B> 0.30 / 0 <SEP>> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> vanadium
<tb> <SEP> 3.0% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> tungsten
<tb> <SEP> 18,
1% <SEP>>> <SEP> of <SEP> carbon <I> Example 2 </I> A very advantageous alloy for applications requiring toughness as well as high resistance to wear and friction , is the next
EMI0002.0081
Approx. <SEP> 39.0 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> titanium
<tb> <SEP> 10.3 <SEP>% <SEP>>> <SEP> of <SEP> carbon
<tb> <SEP> 0.7 '% <SEP> <SEP> <SEP> of <SEP> chrome
<tb> <SEP> 50 <SEP> '0/0 <SEP>>> <SEP> of <SEP> iron Titanium is introduced into the base metal in the form of titanium carbide instead of in the form of of metallic titanium, which achieves advantages rather than previous detrimental results.
Tests have shown that titanium carbide used in combination with a steel, such as for example a low carbon steel, partially dissolves in the steel during heating at high temperature whereby the matrix of the The resulting ferrous alloy is provided with an additional carbon and alloy content improving its properties of hardening, annealing resistance, hot hardness, resistance to deformation, to wear, etc.
Even when the ferrous matrix is derived from a special high-grade steel, an improvement in the final properties of the ferrous alloy is obtained.
The partial solubility of titanium carbide in the ferrous matrix is particularly desirable because it gives microstructures which are advantageous for the properties of the alloy, in particular with regard to resistance to wear and to deformation.
These microstructures can be composed of well rounded titanium carbide grains, partially rounded - or practically angular, uniformly dispersed throughout the ferrous matrix, whether the latter is composed of perlite, spheroidite, martensitic decomposition products, martensite , or bainite. Figs. 1, 2, 3 and 4 give examples of these microstructures. The fi-.
1 which is a reproduction of a micrograph, magnification at <B> 1000 </B> die meters, shows that the microstructure of the ferrous alloy, in the annealed state, includes partially rounded titanium carbon grains , distributed almost uniformly in the ferrous perlite matrix. Fig. 2, also taken with a magnification of 1000 diameters,
shows partially rounded <B> </B> titanium carbide grains dispersed in a similar ferrous matrix containing appreciable amounts of spheroidite. The microstructure of <B> fi-. </B> 3, magnification to 1000 diameters, shows well-rounded titanium carbide grains dispersed in a similar ferrous matrix composed mainly of martensite resulting from cooling with water. water from a temperature of approx. 9851, C.
Fig. 4 is similar to FIG. 3, except that it shows. angular grains of titanium carbide dispersed in a martensitic ferrous matrix. This structure is advantageous in the case of cutting tools.
Fig. 5 is a diagram indicating the recovery hardness or hardness after quenching of two embodiments of the alloy according to the invention (curves A and B). The term “recovery hardness” is understood to mean the hardness at room temperature of an alloy which has been previously quenched and preheated to the temperatures indicated in the diagram. By way of comparison, the graph also gives a curve of the recovery hardness of a high speed steel of the common type 18-4-1 (curve X).
Curve A indicates the recovery hardness of an alloy containing approximately 50% titanium, sufficient carbon to combine with titanium, the remainder being essentially iron. The recovery rate of this alloy is greater than that represented by curve X at temperatures exceeding approximately 6700 C. It is also greater with regard to temperatures below approximately 4400 C..
Curve B represents the recovery hardness of an alloy containing approximately 50% titanium, 10% tungsten, 2! 0/0 chromium, with small amounts of vanadium and sufficient carbon for it to be recovered. com bines practically with all titanium and gives the ferrous matrix properties allowing heat treatment.
The hardness of recovery of this ferrous alloy is greater than that of the alloy, running over the entire temperature range up to about 1000 C.
It emerges from the foregoing that the ferrous alloy with high titanium and carbon contents according to the invention can be subjected to heat treatments such as common steels in order to obtain hard or annealed structures. However, unlike common steels, the alloy according to the invention can exhibit its maximum toughness in the fully hardened state.
For example, a ferrous alloy containing about 35% by weight of titanium, the remainder being iron and carbon combined with titanium, generally has, in the annealed state, an impact resistance of about 1.1 kgm , determined in the Izod test on a non-notched 4.7 mm squared specimen.
However, after complete hardening of the same alloy by quenching in water from about 9850 -C, its impact resistance reaches about 2.1 kgm. The impact resistance in the fully quenched state is therefore better than in the annealed state, whereas it is the reverse for most common steels.
As examples of steels which can be used in combination with titanium carbide for the preparation of the ferrous alloy according to the invention, mention may be made of steels with a low, medium and high carbon content. These steels are: SAE 1010 steel, SAE 1020 steel, SAE 1030 steel, SAE 1040 steel, SAE 1080 steel, etc. Pure iron can be used since it combines with carbon to form a steel during the process of preparing the ferrous alloy according to the invention.
It is also possible to use special low, medium and high carbon steels, the compositions of which are as follows: about 0.8% chromium, 0.2% molybdenum, about 0.30% carbon, and practically the iron supplement;
about 5% chromium, 1.4% molybdenum, 1.4% tungsten, 0.45% vanadium, 0.35% carbon, the balance being iron;
about 8% molybdenum, 4% chromium, 2% vanadium, 0.85% carbon, the balance being iron;
about 18% tungsten, 4% chromium, 1% vanadium, 0.75% carbon, the balance being iron;
about 20% tungsten, 12% cobalt, 4% chromium, 2% vanadium, 0.80% carbon, the balance being iron;
and generally other types of steel characterized, crystallographically, by a body-centered cubic structure at ordinary temperatures, transforming into a face-centered cubic structure at elevated temperatures below the melting point of the steel .
The titanium carbide used in the preparation of the alloy may contain limited amounts of other carbides, preferably in solid solution.
For example, the titanium carbide can be partially replaced by: tungsten carbide up to about 35%, vanadium carbide up to about 35%, zirconium carbide up to about 25.0 / ( ) colombium carbide up to about 10 0/0,
tantalum carbide up to about 10% etc.,
the total amount of these carbides not exceeding about 50% by weight of the total amount of carbides present.
It is understood that the minimum titanium content of the alloy is 10%.
As stated above, the ferrous alloy according to the invention is capable of thermal treatments. For example, for annealing the alloy, it is cooled slowly by passing it through temperature A1 in order to give the ferrous matrix a microstructure consisting of pearlite and spheroidite. By temperature A1 is meant,
the temperature at which the face-centered cubic crystal transforms into a body-centered cubic crystal structure. For quenching, the alloy is heated to an austenitizing temperature sufficient to practically convert the matrix into a face-shaped copper structure. centered and for a sufficient time to obtain a structure
uniform, then it is cooled in air, in oil or in water, following the hardening properties of the iron alloy, in order to decompose the austenite into martenste. It is also possible to transform the austenite into bainite by isothermal cooling from the aforementioned temperature of austenitization to that of the formation of the baize.
One of the main advantages resulting from the invention is that the ferrous alloy with high titanium and carbon contents, annealed, can be machined to a large extent by current methods. For example, the bar alloy containing about 35% by weight titanium and the balance of carbon steel and carbon combined with titanium, is easily machined to the desired shape on a lathe using a grade. cutting cemented tungsten carbide steel,
when RTI ID = "0003.0228" WI = "5" HE = "4" LX = "1367" LY = "1853"> this alloy is annealed to a low hardness not exceeding 40 of Rockwell C hardness index. hardness of the machined bar is then raised to 72 Rockwell C by quenching in oil from a temperature of around 8700 C.
The ferrous alloy according to the invention can be obtained practically free of massive carbide dendrites and segregations, by casting the molten steel in the interstices of an agglomerated porous structure substantially composed of titanium carbide grains.
This operation is carried out by agglomerating the titanium carbide grains into a porous block by compression followed by heating to a high temperature, generally between about 1000o C to 1600 C for about 1/4 hour to 6 hours. , preferably under vacuum or at subatmospheric pressure not exceeding about 200 microns of mercury column.
Another method is to effect the coalescence by simultaneous compression and heating within the indicated temperature limits, under non-oxidizing conditions, for a period of about 10 minutes to about 2 hours.
The sintered porous block is then prepared for casting by enclosing it in a mold of refractory material practically inert with respect to the ferrous alloy, for example of stabilized zirconia, all useful measures being taken to allow the introduction of the molten steel in the mold in contact with the porous carbide structure.
The mold of refractory material containing the porous carbide structure is then placed in a suitable casting furnace. A sufficient quantity of steel is introduced through the orifice of the mold and the whole is brought to a temperature generally exceeding about 100 (l C the melting point, of the steel so that the molten steel flows in porous block interstices,
fill these completely and provide excess to fill contraction cavities, straws, etc. The casting is completed under vacuum or at subatmospheric pressure generally not exceeding about 200 microns of mercury column.
When the steel has completely filled the interstices of the porous structure with titanium carbide and the equilibrium state is reached, the carbide is modified by a partial solution in the liquid phase, due to which it is dislocated into grains discontinuous and evenly distributed. The block of ferrous alloy thus obtained is allowed to cool under vacuum by interstitial casting, before removing it from the furnace and finally separating it from the refractory mold.
The product obtained is then annealed, for example by heating it in an oven at a temperature of at least approximately 7000 C and up to approximately 1050 C, for approximately 4 hours, under non-oxidizing conditions, for example in a reducing atmosphere. trice composed of approximately 93% nitrogen and approximately 7% hydrogen,
this heating being followed by a controlled cooling of less than about 150 ° C. per hour to a temperature of about 5400 ° C., or below.
As stated above, the micro structure of the annealed ferrous alloy generally consists of hard grains of titanium carbide united formally distributed in an annealed ferrous matrix, for example a matrix having a microstructure of pearlite, spheroidite, or martensitic decomposition products. The following examples indicate in more detail the manner of applying the preceding process for preparing the alloys in accordance with the invention.
<I> Example 3 </I> The composition of an alloy for a violent impact advancement tool is as follows
EMI0004.0064
Approx. <SEP> 43.0 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> titanium
<tb> <SEP> 45.3 <SEP> '0 <SEP> / 0 <SEP> <SEP> <SEP> from <SEP> iron
<tb> <SEP> 11 <SEP> 0/0 <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> carbon
<tb> <SEP> 0.4 <SEP>% <SEP> 5> <SEP> of <SEP> chrome
<tb> <SEP> 0.2 <SEP>% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> manganese
<tb> <SEP> <B> 0.10 / () </B> <SEP> <SEP> <SEP> of <SEP> molybdenum The tool is manufactured as follows A batch of titanium carbide whose analysis is the following :
78% titanium, 20.68% total carbon, 3.11% free carbon, 0.22% iron, 0,
037% hydrogen, 1.09% oxygen, 0.50% nitrogen, is treated in a carbon crucible, in air, at about 1900 C.
After this treatment, the free carbon content is 3.78% and the total carbon 20 content,
51 '%. The hot-treated chipboard is then crushed to a size less than 55 meshes per linear centimeter. About 2000 grams of this crushed product are placed in a stainless steel mill of about 4 liters, which is loaded with <B> 11500 </B> grams of 12.7 mm steel balls and the half-filled with trichlorethylene. The product is ground for 100 hours, then carefully dried and passed through a 55 mesh sieve per linear centimeter.
A porous cylindrical agglomerate 63.5 mm in diameter and 31.75 mm high, is compressed to 630 kg / cml 2. It is then placed on a graphite support, and heated to about 1250 C for half an hour under a vacuum of. less than 100 microns of mercury column. The sintered porous agglomerate contains approximately 651 volume% titanium carbide. It is then placed in a refractory mold consisting of stabilized granular zirconia.
Then a previously determined quantity of metal is placed above the mold, calculated so as to completely fill all the interstices separating the grains of carbide contained in the mold,
plus a large excess amount of around 50%. This excess is necessary to fill the mold completely in order to fill the contraction cavities according to common foundry techniques. In this case, the metal is chrome molybdenum steel SAE No 4130.
The charge is placed in a vacuum casting furnace and slowly brought to a temperature of about 1530 C. Melting of the steel takes place at a pressure of approximately 200 microns of mercury column at a temperature of approximately 1480 C. The molten metal flows into the interstices of the porous carbide structure. The temperature is maintained at about 1530 C for one hour to allow the metal to reach a high fluidity in order to completely fill all the voids and to ensure the solubility and the rounding of the carbide grains.
The fusion is left to cool under vacuum, before removing the mold from the oven and unmolding the ingot.
The raw iron ingot is annealed in a furnace at about 870.1 C in a protective atmosphere composed of about 93% nitrogen and about 7% hydrogen. The two hour annealing period is followed by controlled cooling at a rate of less than 15o C per hour to a temperature of about 540 () C.
The annealed structure then has a Rockwell C hardness of about 45. The ingot can then be shaped into the desired shape on the lathe, using a cut grade of tungsten carbide steel. The usual tolerances are kept for rectification after quenching. The machined ingot is hardened by austenitization at approximately 9800 C and cooled in an oil bath. The ingot is then tempered for about an hour at 2050 C.
The thus hardened structure has a hardness of about 70 to 71 RC. Its coefficient of rupture is approximately 21 t / cm2 in transverse rupture, and its impact resistance of 14 cm / kg determined on an Izod machine with an unnotched specimen of 4.7 mm squared. The ingot is then ground to the final dimension, and mounted in a special steel support, ready for use.
<I> Example 4 </I> The composition of an alloy that can be used for cutting is as follows
EMI0005.0008
About <SEP> 61.0 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> titanium
<tb> <SEP> 18,0 '% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> iron
<tb> <SEP> 15.5% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> carbon
<tb> <SEP> 4.3 <SEP>% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> tungsten
<tb> <SEP> <B> 0.90 / 0 </B> <SEP> <SEP> <SEP> from <SEP> chrome
<tb> <SEP> 0.2% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> vanadium The preparation is carried out as follows The titanium carbide, treated according to Example 3, is agglomerated into a rectangular plate at a pressure of 1.5 t / cm. The plate is then cut with a rubber bonded grinding wheel,
in small rectan gles of 6.35 X 15.8 X 9.5 mm, size usable for a single point cutting tool. Identical rectangles of smaller dimensions are agglomerated directly with an automatic pelletizer. The agglomerates are heated to about 1350 C under a vacuum of less than 100 microns of mercury column. The porous structures thus obtained contain approximately 85% by volume of titanium carbide.
These agglomerates are placed in an open beryllium oxide mold with a metal charge on top of each porous structure. In this case, the alloy consists of a type 18-4-1 high speed steel and the amount used is 50% excess of that required to fill the void volume of the porous structure.
The excess is necessary for the reasons given in Example 3. The interstitial casting is carried out under vacuum at less than 200 microns of column of mercury and at a temperature of about 1490 ° C. It is left to soak at this temperature. for 40 minutes.
After cooling and removal from the vacuum furnace, no adhesion of the molten parts to the ceramic support mold is observed, and their shape and dimensions are close to those of the original porous agglomerate. These pieces are subjected to quenching in oil or air from a temperature of about 10400 C and are finished by grinding in the form of tool tips.
Their hardness is about 74 Rockwell C; their rupture coefficient 16 170 kg / cm2, and their impact resistance on an Izod specimen of 4.7 mm squared of 6 cm / kg.
Although it is preferable to manufacture the alloy according to the invention by interstitial casting, it will be noted that other methods can be used. For example, one can mix the grains of titanium carbide with steel in a particular form and agglomerate them into a block of the desired shape, and then subject them to heating at high temperature, generally not exceeding more than 1000 C the melting point of the steel phase.
By heating the carbide in the presence of the liquid phase, the cooperative effects of the two constituents are achieved and a ferrous alloy is obtained which is capable of heat treatment.
The above process for manufacturing the alloys according to the invention is described in detail in the following example <I> Example 5 </I> The composition of an alloy which can be used for extrusion dies is as follows
EMI0005.0065
Approx <SEP> 29.5 '% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> titanium
<tb> <SEP> 58 <SEP>% <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> iron
<tb> <SEP> 7.5% <SEP> <SEP> <SEP> of <SEP> carbon
<tb> <SEP> 1,2 <SEP> 0/0 <SEP> <B> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> molybdenum
<tb> <SEP> 1,2 '% <SEP> <SEP> <SEP> of <SEP> tungsten
<tb> <SEP> <B> 0,310 / 0 <SEP> <SEP> </B> <SEP> of <SEP> vanadium To prepare this composition, 3700 grams of titanium carbide are mixed thoroughly,
treated according to Example 3, with 6300 grams of steel or til in the form of particles all passing through a sieve of 128 meshes per linear centimeter, by grinding in a stainless steel grinder. The product is then agglomerated at a pressure of 15.7 t / cm2. This agglomerate is heated under a vacuum of less than 200 microns of mercury column and at a temperature of about 14700 C for 3 hours.
After cooling the alloy in vacuo, it is annealed to about 8701 ° C. in a protective atmosphere composed of about 93% nitrogen and 7% hydrogen. The annealed structure has a Rockwell C hardness of approximately 40,
it can then be lathe worked to give it the desired shape using a cut grade of tungsten carbide steel. The usual tolerances are kept for rectification after quenching. The hardening of the machined ingot is carried out by austenitizing at around 980o C and cooling in an oil bath. The ingot is then subjected to tempering for one hour at around 200o C.
Its Rockwell C hardness is then around 70, and after grinding and finishing, a tip of extrusion of this alloy has been shown to be excellent with regard to abrasion and friction resistance:
The ferrous alloy with high titanium and carbon contents according to the invention can be used in the form of bars, logs, squares, blocks, ingots and others.
configurations, for the manufacture of cutting tools, cutting dies, forming dies, drawing dies, cylinders, hot extrusion dies, forging dies, upsetting dies, boring tools, and in general all types of tool elements, or machine parts resistant to wear and / or heat.