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.