FR2522692A1

FR2522692A1 - Fil d'acier utilisable dans le noyau d'acier toronne d'un conducteur d'aluminium renforce d'acier et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2522692A1
Application number: FR8219802A
Authority: FR
Inventors: Takashi Tsukamoto; Chuzo Sudo; Kenji Aihara; Syozi Nishimura
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-01-12
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1983-09-09
Also published as: DE3240621C2; GB2113751A; FR2522692B1; AU9000382A; AU543136B2; GB2113751B; US4525598A; DE3240621A1

Abstract

FIL D'ACIER GALVANISE A HAUTE RESISTANCE DESTINE A ETRE UTILISE DANS LE NOYAU D'ACIER TORONNE D'UN CONDUCTEUR D'ALUMINIUM RENFORCE D'ACIER, DONT LA COMPOSITION PONDERALE EST LA SUIVANTE: C : 0,4-1,2; MN : PAS PLUS DE 2,0; CR : 0-5,0; NI : 0-1,0; NB : 0-0,2; ZR : 0-0,2; SI : PAS PLUS DE 2,0; AL : PAS PLUS DE 0,1; CU : 0-1,0; V : 0-0,5; TI : 0-0,2. LE RESTE ETANT DU FER AVEC DES IMPURETES ACCIDENTELLES PARMI LESQUELLES P, S, N ET O SONT DANS LES PROPORTIONS SUIVANTES: P : PAS PLUS DE 0,025; P S : PAS PLUS DE 0,03; O : PAS PLUS DE 0,004; S : PAS PLUS DE 0,015; N : PAS PLUS DE 0,010.

Description

La présente invention concerne un fil d'acier

à haute résistance à la traction, amélioré, utilisable com-

me torons d'acier d'un conducteur d'aluminium renforcé d'a-

cier (désigné ci-après par "ACSR"), d'une structure compo-

site de torons d'aluminium entourant un noyau d'acier toron-

né qui est utilisé pour des lignes de transmission aérien-

nes.

Les conditions dans lesquelles doivent ser-

vir les ACSR utilisés pour les lignes de transmissions aériennes sont récemment devenues plus rigoureuses, et la charge, en particulier la charge dynamique, exercée sur les

conducteurs a augmenté Il est donc devenu essentiel d'amé-

liorer les propriétés mécaniques, tant la résistance stati-

que ( par exemple, la résistance à la traction) que la ré-

sistance dynamique (par exemple, le comportement à la fati-

gue) du fil d'acier destiné à être utilisé dans les ACSR.

Les modifications importantes des conditions

de service ci-après contribuent à la nécessité de meilleu-

res performances.

( 1) Aujourd'hui, de nombreuses lignes de -transmission aériennes à longue distance passent au-dessus de montagnes L'écartement entre les supports des lignes

est donc plus grand qu'auparavant et la différence de hau-

teur entre les supports est elle aussi plus grande Ceci signifie que le poids du conducteur entre les support est

plus élevé et aussi que la tension exercée sur le conduc-

teur est supérieure.

( 2) Pour satisfaire à la demande de quanti-

tés d'énergie supérieures, la capacité de transmission du conducteur a été accrue en augmentant le diamètre de

l'ACSR Ceci signifie que la ligne elle-même est plus lour-

de, ce qui augmente également la charge et la tension appli-

quées au conducteur.

( 3) Par mauvais temps, en particulier au cours des tempêtes de neige qui s'abattent souvent sur les régions montagneuses, il s'accumule davantage de neige et de glace sur un conducteur de fort diamètre, qui offre une

résistance plus élevée au vent et à la neige, ce qui aug-

mente la charge et la tension sur le conducteur et en outre

provoque divers types de vibrations conduisant à une contrain-

te de tension dynamique complexe sur le conducteur.

( 4) Lorsque le conducteur est utilisé pour

la transmission de courants à très haute tension ( par exem-

ple 750 à 1000 KV), il se produit une augmentation de tem-

pérature (atteignant parfois 400 à 500 OC) de l'ACSR sous l'effet de la chaleur produite par résistance électrique

(effet Joule).

Dans les conditions opératoires ci-dessus, il est essentiel que l'ACSR ait une résistance élevée à la

traction et une résistance élevée à la fatique, non seule-

ment à la température ambiante, mais aussi à température élevée La résistance à la traction à haute température

sera désignée ci-après sous le nom de "résistance à hau-

te température".

Les ACSR disponibles actuellement se clas-

sent en deux types Dans le premier, la tension est appli-

guée à la fois sur le noyau d'acier toronné et sur les to-

rons d'aluminium entourant le noyau Dans l'autre, la ten-

sion n'est soutenue que par le noyau d'acier toronné et les torons d'aluminium sont exempts de tension Mais, avec les les ACSR du premier type, toute la tension doit parfois être supportée seulement par les torons d'acier, et non à

la fois par les torons d'aciers et les torons d'aluminium.

Ceci provient de ce que la longeur des torons d'aluminium augmente sous l'effet de l'augmentation de la température

lors de la transmission d'énergie Il n'est donc pas exagé-

ré de dire que les propriétés mécaniques des ACSR reposent

entièrement sur les propriétés mécaniques des torons d'a-

cier. Dans les ACSR de la technique antérieure, le toron de fil d'acier galvanisé prescrit par la norme J I S G 3537 a été utilisé pour préparer le noyau d'acier

toronné, mais ce fil d'acier ne possède pas les caracté -

ristiques nécessaires pour supporter les conditions de ser-

t 252692 vice rigoureuses mentionnées dans les articles ( 1) à ( 4) cidessus en ce qui concerne la résistance à la traction,

les propriétés de fatigue et d'autres propriétés mécaniques.

Conformément à l'invention, un toron d'acier qui présente les propriétés suivantes peut donner satisfac-

tion comme noyau d'acier toronné de 1 'ACSR dans les condi-

tions de services sévères indiquées ci-dess 9 s a) une résistance à la traction de 1 275 Mpa à 2 550 Mpa, de préférence de 1 765 Mpa à 2 550 Mpa, qui est supérieure à celle des torons d'acier classiques Une

telle résistance à la traction est nécessaire pour suppor-

ter la tension élevée imposée au conducteur.

b) limite de fatigue " résistance à la

traction (TS) x 0,19.

Cette limite de fatigue est supérieure à celle de l'art antérieur, mais une limite de fatigue aussi

élevée est nécessaire pour réduire le risque que le conduc-

teur soit rompu ou endommagé dans des conditions de servi-

ces rigoureuses , c) TS(T) | TS (R) x ( 1,42 0,0028 T) de préférence TS(T) J TS (R) x < 1,29 0,0019 T) o TS (T) désigne une résistance à la traction à T OC dans

l'intervalle de températures de 150 à 450 O C, et TS (R)dési-

gne la résistance à la traction à la température ambiante.

La résistance thermique élevée ci-dessus est nécessaire pour garantir que la tension sur le conducteur ne varie pas de manière importante lors d'une montée en

température rapide de l'ACSR.

d) une proportion de rupture ou de fissura-

tion (désignée ci-après sous le nom de "rapport de défectuo-

sité à la rupture") non supérieure à 50 % dans un essai d'enroulement utilisant un rayon de courbure d'enroulement

égal à 3,0 fois le rayon, de préférence 1,5 fois le rayon.

Une amélioration des propriétés d'enroule-

ment et de déroulement par comparaison avec celles de l'art antérieur telle que ci-dessus, est souhaitable pour éviter la rupture ou la fissuration des torons de fils d'acier au cours de leur fabrication et pendant la

construction des lignes de transmission aériennes.

La demanderesse a effectué une série d'ex- périences en vue de mettre au point un nouveau fil d'acier

qui satisfasse à toutes les exigences ci-dessus.

En général, la résistance à la traction de l'acier peut être améliorée essentiellement en agumentant la

teneur en carbone de l'acier Cependant, lorsque la résis-

tance à la traction est améliorée en augmentant la teneur en carbone, les propriétés d'enroulement et de déroulement

et les propriétés de fatigue sont abaissées Après une étu-

de poussée de ce problème, la demanderesse a trouvé que la détérioration des propriétés d'enroulement et de déroulement

et des propriétés de fatigue, qui est causée par l'augmenta-

tion de la résistance à la traction (c'est-à-dire par l'aug-

mentation de la teneur en carbone) est efficacement évitée en limitant les proportions de P, S, N, et 0, respectivement, à des valeurs beaucoup plus faibles que dans la technique antérieure.

Plus précisément, conformément à l'inven-

tion, étant donné que la teneur en P a un effet important sur les propriétés d'enroulement et de déroulement de fils

d'acier et que la teneur en S a un effet notable sur les.

propriétés de fatigue et les propriétés d'enroulement et de

déroulement, les proportions respectives de P et S dans l'a-.

cier sont fixées à une valeur plus faible que dans le fil d'acier de l'art antérieur et la proportion totale de P plus S est également réduite En outre,les proportions respective de N et O sont elles-aussi notablement réduites, car même une faible proportion de N et/ou O conduit à une dégradation

importante des propriétés des fils d'acier mentionnées ci-

dessus. Ainsi, conformément à la présente invention dans laquelle les proportions respectives de P, S, N et O

sont limitées à une valeur inférieure, malgré l'augmenta-

tion de la résistance à la traction, la dégradation des

propriétés d'enroulement et de déroulement peut être effi-

cacement empêchée, et ces propriétés peuvent même être amé-

miorées dans une mesure importante.

La demanderesse a également trouvé qu'en

plus d'une certaine amélioration de la résistance aux tem-

pératures élevées résultant de l'augmentation de la résis-

tance à la traction elle-même, l'augmentation de la teneur

en Si est très efficace pour améliorer la résistance à hau-

te température L'addition d'une proportion appropriée de Cr est également efficace à cet effet Conformément à

l'invention; l'addition d'une proportion appropriée d'au-

tres éléments alliants tels que Cu,Ni V, Nb, Ti, Zr etc est également extrêmement efficace pour améliorer encore

la résistance dynamique et la résistance statique de l'a-

cier. La demanderesse a également effectué une série d'expériences pour déterminer l'effet des conditions

de fabrication sur les propriétés de fatigue et les proprié-

tés de torsion d'un fil d'acier galvanisé Pour éviter la rupture ou la fissuration des torons de fil d'acier lors de leur production et pendant la construction des lignes de transmission aériennes, il est nécessaire de conférer au fil

d'acier galvanisé des propriétés de torsion améliorées re-

présentées par exemple par un nombre de répétitions de la torsion de 20 ou davantage Le nombre de répétitions de la torsion est le nombre de torsions successives appliquées au fil en deux points séparés par une distance égale à 100 fois de diamètre du fil jusqu'à ce qu'il se produise une

rupture ou une fissuration du fil.

En général, les lignes de production du fil d'acier galvanisé destiné à être utilisé dans les ACSR comportent les opérations suivantes: application d'un traitement de patentage à un fil d'acier laminé à chaud

pour obtenir une phase austénitique puis une structure per-

litique; application d'un lubrifiant à la surface du fil d'acier obtenu; après décapage, étirage du fil lubrifié pour obtenir un fil d'acier ayant un diamètre ou des propriétés mécaniques déterminées à l'avance; puis galvanisation du fil d'acier pour obtenir un fil d'acier galvanisé.

En ce qui concerne les conditions de fabri-

cation, la demanderesse a trouvé que la taille des grains des cristaux de la structure austénitique, l'intervalle

entre les lamelles de la structure perlitique et les condi-

tions de décarburation au cours du traitement de patentage jouaient un rôle important dans la production d'un fil d'acier galvanisé ayant des propriétés de fatigue et des

propriétés de torsion améliorées.

La demanderesse a trouvé également que les conditicns de galvanisation, parmi lesquelles la température

du bain et la durée de traitement avaient un effet remarqua-

ble sur les propriétés mécaniques du fil d'acier galvanisé obtenu. En outre, la demanderesse a trouvé que la

quantité de lubrifiant primaire sur la surface du fil d'a-

cier avant l'étirage était en relation étroite avec les propriétés de fatigue du fil d'acier galvanisé obtenu Il est à noter que le traitement de lubrification consiste en général à appliquer après décapage un lubrifiant primaire contenant du phosphate de zinc (par exemple, la bonderite marque déposée de la Société Nihon Parker K K), puis un lubrifiant contenant du stéarate de sodium ( par exemple, le Bondelube, marque déposée de la Société Nihon Parker K.K) pour former une couche de stéarate de sodium entre

les deux couches de lubrifiant.

L'invention réside donc dans un fil d'acier à haute résistance galvanisé destiné à être utilisé dans le

noyau d'aciers toronné d'un conducteur d'aluminium renfor-

cé d'acier, dont la composition pondérale est essentielle-

ment la suivante C: 0,4 1,2 %, Si: pas plus de 2,0 % Mn: pas plus de 2,0 % AI: pas plus de 0,1 % Cr: O -0,5 % Cu: O 1,0 % Ni: O 1,0 % V: O 0,5 % Nb: O 0,2 % Ti: O -0,2 % Zr: O 0,2 % le reste étant du fer avec des impuretés accidentelles, parmi lesquelles les proportions de P, S, N et O sont les P: as S: pas P+S: pas P+S: pas N: pas 0: pas Le tance à la sistance à en carbone supérieure supérieure La plus de 0,025 % plus de 0, 015 % plus de 0,3 % plus de 0,010 % et plus de 0,004 %

fil d'acier présente de préférence une résis-

traction de 1 765 Mpa ou davantage et une ré-

la fatigue de 390 Mpa ou davantage et sa teneur est de 0,6 à 1,2 %, sa teneur en N n'est pas à 0,005 % et sa teneur en oxygène n'est pas

à 0,002 %.

présente invention concerne également un procé-

dé de production d'un fil d'acier à haute résistance gal-

vanisé destiné à être utilisé dans le noyau d'acier toron-

né d'un conducteur d'aluminium renforcé d'acier, qui con-

siste à préparer un fil d'acier dont la composition pondé-

rale est essentiellement la suivante: C: Mn: Cr: Ni: Nb: Zr: 0,4 pas O - 0 - O - 0 -

1,2 %,

plus de 2,0 % ,0 %,

1,0 %,

0,2 %,

Si: Al: Cu: V: Ti: pas plus de pas plus de

O 1, O %

0 0,5 %

0 0,2 %

le reste étant du fer avec des impuretés accidentelles, parmi lesquelles les proportions de P, S, N et O sont les suivantes:

2,0 %,

0,1 %,

Y il Y P: pas plus de 0,025 %, S: pas plus de 0,015 % P + S: pas plus de 0,03 %, N: pas élus de 0,010 % et 0: pas plus de 0,004 %; à appliquer au traitement de patentage au fil d'acier obtenu pour obtenir une structure austénitique ayant une taille de grains austénitiques de 20 à 30 ym, puis à effectuer une transformation de la structure austénitique

en une structure perlitique; et, après décapage et lubri-

fication à effectuer l'étirage du fil d'acier avec une ré-

duction de surface de 70 à 95 %.

Le traitement de galvanisation est de préfé-

rence effectué à une température de bain de 450 C au moins pendant 15 secondes ou moins pour obtenir un fil d'acier

galvanisé avec une couche d'alliage Fe-Zn de 15/t d'épais-

seur au moins Le fil d'acier galvanisé ainsi obtenu peut présenter une résistance à la traction de 1 765 Mpa ou davantage et une résistance à la fatique de 392 Mpa Il est plus avantageux de refroidir l'acier galvanisé en 5 secondes

après avoir terminé le traitement de galvanisation.

Dans un mode de réalisation préféré, l'in-

tervalle entre les lamelles de la structure perlitique est

ajusté à une valeur non supérieure à O,20 f avant l'étirage.

Dans un autre mode de réalisation préféré, le traitement de patentage est un traitement de patentage au plomb dans lequel la décarburation du fil d'acier à traiter

est effectuée de telle sorte que la profondeur totale décar-

burée ne soit pas inférieure à 150 t et la profondeur décar-

burée dans la couche de ferrite ne soit pas inférieure à 50 r Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on applique un lubrifiant primaire contenant un phosphate de zinc sur la surface du fil à raison de

3 à 7 g/m 2 après décapage.

La Fig 1 montre les relations entre le nombre de répétitions de la torsion et l'intervalle des lamelles d'un fil d'acier galvanisé; La Fig 2 montre les relations entre la profondeur totale de la couche décarburée (Dm T) et la rés: tance à la fatique d'un fil d'acier galvanisé; La Fig 3 montre les relations entre la profondeur de la couche décarburée de la phase ferrite

(Dm F) et la résistance à la fatigue d'un fil d'acier gal-

vanisé; ls- La Fig 4 montre les relations entre le

rapport de défectuosité de rupture de l'essai d'enroule-

ment avec un rayon de courbure de 1,5 fois le diamètre et la teneur en P; La Fig 5 montre les relations entre le

rapport de défectuosité de rupture de l'essai d'enroule-

ment avec un rayon de courbure de 1,5 fois le diamètre et la teneur en S; La Fig 6 montre les relations rapport d'endurance de l'essai de fatigue et la S; entre le teneur en La Fig 7 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enrou-

lement avec un rayon de courbure de 1,5 fois le diamètre et la proportion totale de (P + S); La Fig 8 montre les relations entre le

rapport d'endurance de l'essai de fatigue et la propor-

tion totale de (P + S); La Fig 9 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule-

ment avec un rayon de courbure de 1,5 fois le diamètre et la teneur en N; La Fig 10 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule-

ment avec un rayon de courbure de 1,5 fois le diamètre et la teneur en 0; La Fig 11 montre les relations entre le rapport d'endurance de l'essai de fatigue et la teneur en 0; La Fig 12 montre les relations entre la résistance à la traction de l'essai à haute température et la teneur en C; La Fig 13 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule-

ment avec un rayon de courbure de 3,0 fois le diamètre et la teneur en C et La Fig 14 montre les relations entre la

température et la résistance à la traction.

Les raisons détaillées pour lesquelles la composition d'acier de l'invention a été fixée comme il a été indiqué précédemment seront données ci-après:

Carbone (C): le carbone assure la résis-

tance à la traction nécessaire à l'obtention d'un fil d'a-

cier résistant à la chaleur, ayant une résistance à la

traction élevée Lorsque la teneur en carbone est inférieu-

re à 0, 4 %, on ne peut pas atteindre le niveau désiré de

résistance à la traction, soit 1 275 Mpa à 2 550 Mpa.

Lorsque la teneur est supérieure à 1,2 %, les propriétés d'enroulement et de déroulement du fil sont affectées dans

un sens défavorable C'est pourquoi, conformément à l'in-

vention, la teneur en carbone est fixée à 0,4 1,2 -%.

Elle est de préférence limitée à 0,6 1,2 % de façon à

obtenir une résistance à la traction de 1 765 Mpa ou davan-

tage.

Silicium (Si): le silicium est un élément alliant nécessaire pour améliorer les propriétés de fatique et la résistance à haute température du fil d'acier à haute

teneur en carbone, à haute résistance à la traction Cepen-

dant, lorsque la proportion de silicium est supérieure à 2,0 %, la ductilité du fil est fortement réduite, et les propriétés d'enroulement et de déroulement sont affectées

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il

dans un sens défavorable.

Manganèse (Mn): le manganèse permet d'améliorer la résistance à la traction de fils d 'acier de fort diamètre Cependant, l'incorporation d'une forte proportion de manganèse rend les grains des cristaux de la structure perlitique assez grossiers, ce qui entraîne une réduction de la résistance En particulier, lorsque

la teneur en manganèse est supérieure à 2,0 % il est diffi-

cile de garantir le niveau nécessaire de résistance à la traction C'est pourquoi la limite supérieure de manganèse

est fixée à 2,0 % dans l'invention.

Phosphore (P): le phosphore a une forte

influence sur les propriétés d'enroulement et de déroule-

ment Il est nécessaire de limiter la teneur en P à une valeur extrêmement basse pour un fil d'acier à haute teneur

en carbone, dont les propriétés d'enroulement et de déroule-

ment se dégradent lorsque la résistance à la traction aug-

mente La teneur en P doit donc être maintenue à une valeur

faible non seulement pour éviter la dégradation des proprié-

tés d'enroulement et de déroulement, mais aussi pour assurer

un degré suffisant des propriétés d'enroulement et de dérou-

lement. L'acier à haute teneur en carbone contient

habituellement une quantité de Phosphore relativement impor-

tante parce que le phosphore, une fois passé dans le laitier, re-

vient dans la masse fondue au cours de l'affinage de l'acier.

Cependant, lorsque la teneur en phosphore est supérieure

à 0,025 %, il est assez difficile d'obtenir le degré néces-

saire de propriétés d'enroulement et de déroulement La pro-

portion de phosphore est donc limitée à 0,025 % au maximum.

Soufre (S): le soufre a lui aussi un effet extrêmement défavorable sur les propriétés d'enroulement et

de déroulement et les propriétés de fatigue du fil Les pro-

priétés d'enroulement et de déroulement et les propriétés

de fatigue des aciers à haute teneur en carbone sont dégra-

dées lorsque la résistance à la traction augmente, de sorte que pour éviter la dégradation de ces propriétés,et aussi pour garantir un niveau nécessaire de ces propriétés, il est

nécessaire de limiter la teneur en soufre à une valeur extrê-

mement basse Habituellement, la teneur en soufre d'un acier à haute teneur en carbone est d'environ 0,02 % Mais lorsque la teneur en soufre est supérieure à 0,015 %, les propriétés d'enroulement et de déroulement ainsi que les propriétés de fatigue se dégradent au-delà du point de non

retour et ne peuvent pas être restaurées La teneur en sou-

fre est par conséquent limitée à 0,015 % au maximum dans l'invention. P + S: lorsque la proportion totale de P et de S est supérieure à 0,03 %, il est difficile d'assurer le

niveau nécessaire de propriétés d'enroulement et de déroule-

ment ainsi que de propriétés de fatigue C'est pourquoi,

conformément à l'invention, la proportion de P + S est limi-

tée à 0,03 % au maximum Pour améliorer encore les proprié-

tés d'enroulement et de déroulement, ainsi que les proprié-

* tés de fatigue, la proportion totale de P + S est de préfé-

rence limitée à 0,028 % au maximum.

Azote (N): l'azote a une influence défa-

vorable sur les propriétés d'enroulement et de déroulement.

On préfère que la proportion d'azote soit aussi faible que possible Lorsque la proportion d'azote est supérieure à 0,01 %, les propriétés d'enroulement et de déroulement se détériorent parfois de façon marquée C'est pourquoi la proportion d'azote est limitée à 0,01 % au maximum de

préférence à 0,005 % au maximum dans l'invention.

Oxygène l'oxygène a un effet remarquable tant sur les propriétés d'enroulement et de déroulement que

sur les propriétés de fatigue Lorsque la proportion d'oxy-

gène est supérieure à 0,004 %, le rapport de défectuosité à la rupture est supérieur à 50 % dans l'essai d'enroulement

utilisant un rayon d'enroulement égal à 3,0 fois le diamè-

tre du fil (désigné ci-après par "essai d'enroulement à 3,0 fois le diamètre") et la limite de fatigue est inférieure à la valeur de TS (résistance à la traction) x 0,19 pour un

fil d'acier à haute teneur en carbone présentant une résis-

tance à la traction de 1 275 Mpa ou davantage Par consé-

quent, la proportion d'oxygène est limitée à 0,004 % au maxi-

mum A cet égard, il est à noter que le rapport de défec-

tuosité à la rupture de l'essai d'enroulement à 3,0 fois le diamètre est de O % et que celui de l'essai d'enroulement à 1,5 fois le diamètre est de 50 % pour un fil dans lequel la teneur en oxygène est limitée dans l'intervalle de 0,004 à 0,0025 % En outre Jlorsque la proportion d'oxygène est limitée à 0,0025 % au maximum, de préférence à 0,0020 % au maximum Le rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroulement à 1,5 fois le diamètre est de 30 % au moins C'est pourquoi il est préférable de réduire la

proportion d'oxygène à une valeur aussi faible que possible.

La teneur en oxygène peut de préférence être réduite à

0,0016 % au maximum.

Chrome (Cr): le chrome permet d'améliorer la résistance à la traction et est particulièrement efficace pour améliorer la résistance à la traction du fil d'acier de fort diamètre L'addition de chrome améliore aussi

d'une manière remarquable la résistance à haute température.

Cependant, lorsque la proportion de chrome est supérieure

à 5,0 %, il est assez difficile d'assurer le niveau néces-

saire de propriétés d'enroulement et de déroulement ainsi que de propriétés de fatigue C'est pourquoi la proportion de chrome, lorsqu'on en ajoute, est limitée à un maximum

de 5,0 % dans l'invention.

Cuivre (Cu) et nickel (Ni): ces éléments

alliants facultatifs ont un effet semblable à celui du man-

ganèse Ils peuvent améliorer l'aptitude au durcissement

d'un fil d'acier de fort diamètre en augmentant sa résis-

tance à la traction ainsi que sa ductilité Cependant, lorsqu'ils sont ajoutés dans une proportion supérieure à 1,0 % chacun, respectivement, le grain des cristaux de la structure perlitique devient grossier, ce qui abaisse la résistance à la traction ainsi que la ductilité du fil d'acier obtenu En outre, lorsqu'on ajoute plus de 1,0 % de chacun d'eux, il faut beaucoup de temps pour achever

la transformation, ce qui conduit fréquemment à des inci-

dents nombreux au stade de patentage ultérieur C'est pour-

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quoi la proportion de cuivre et de nickel, lorsqu'on en

ajoute, sont limitées respectivement à 1,0 % au maximum.

Vanadium (V), niobium (Nb) titane (Ti)

et zirconium (Zr)': ces éléments alliants facultatifs per-

mettent d'obtenir un acier ayant une structure cristalline fine et améliorée Ils sont particulièrement efficaces

pour améliorer les propriétés d'enroulement et de dérou-

lement d'un fil d'acier à haute teneur en carbone ayant une résistance à la traction élevée Cependant, lorsque le vanadium est supérieur à 0,5 % et que les niobium, titane et zirconium sont supérieurs à 0,2 %, respectivement, la

proportion de carbures grossiers de ces éléments (c'est-

à-dire V, Nb, Ti-et Zr), qui restent non dissous, augmente et ceci masque l'amélioration obtenue par l'addition de

ces éléments en ce qui concerne les propriétés d'enroule-

ment et de déroulement plutôt que d'affaiblir ces proprié-

tés Par conséquent, conformément à l'invention, la pro-

portion de vanadium est limitée à 0,5 % au maximum et les proportions de niobium, titane et zirconium sontlimitées

à 0,2 % au maximum, respectivement.

Conformément à un mode de réalisation de l'invention, l'épaisseur de la couche d'alliage Fe-Zn formée en cours de la galvanisation peut être limitée à 15 r au maximum Cette valeur est beaucoup plus faible que célle du produit classique Dans l'art antérieur, l'épaisseur est

habituellement de 20 à 25 t' Il est souhaitable dans l'in-

vention d'avoir une couche d'alliage Fe-Zn aussi fine que

possible pour améliorer encore la résistance à la fatigue.

En raison de l'effet synergique avec la composition d'acier de l'invention, une résistance à la fatigue de 390 Mpa ou davantage, avantageusement de 430 Mpa ou davantage peut être obtenue lorsque l'épaisseur d'alliage Fe Zn est limitée à

Mau maximum.

Il est possible de limiter l'épaisseur d'alliage à 15 au maximum en utilisant une faible tempé-

rature de bain ou en effectuant une galvanisation de courte durée A cet effet, conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, le traitement de galvanisation peut être effectué à une température de bain de 450 C ou moins

pendant 15 secondes ou moins.

Conformément aux expériences que la deman-

deresse a effectuéesen utilisant un fil d'acier ayant la composition cidessous, une résistance à la fatigue de 390

Mpa ou davantage peut avantageusement être obtenue de préfé-

rence en limitant l'épaisseur de l'alliage Fe-Zn à 18 Pou moins, habituellement à 15 t ou moins En outre, pour obtenir un alliage avantageux de bain de trouvé que épaisseur tion Ceci de limiter Fe-Zn d'une épaisseur de 15 / ou moins, il est d'effectuer la galvanisation à une température

450 C aunmoins pendant 15 secondes ou moins.

A cet égard, la demanderesse a également la couche d'alliage Fe-Zn croît jusqu'à une

de 15 j dans les 5 secondes suivant la galvanisa-

signifie qu'après de moment, il est préférable la formation de couche d'alliage Fe-Zn Il est donc recommandé de refroidir le fil d'acier galvanisé avec de l'eau pour éviter la croissance de la couche d'alliage

Fe-Zn dans les 5 secondes suivant la fin de la galvanisation.

Tableau 1:

C Si Mn Al P S N O

0,82 0,27 0,75 0,034 0,017 0,010 0,004 0,001

En outre, conformément à l'invention, il est préférable de réduire la taille de grains de la structure austénitique de façon à améliorer encore la résistance à la fatigue Cependant, la propriétés de'totsion se détériorent

plutôt lorsque la taille des grains diminue.

Par conséquent,dans un autre mode de réali-

saiton préféré de l'invention, il est recommandé d'ajuster

la taille de grains de la structure austénitique dans l'in-

tervalle de 20 à 60, A cet égard, la taille de grains de la structure austénitique classique est de 100, elle est

donc très supérieure à celle ci-dessus.

La Fig 1 montre les relations entre le nombre de répétitions de la torsion et l'intervalle des lamelles d'un fil d'acier galvanisé ayant la composition

d'alliage indiquée dans le tableau 1 ci-dessus Les graphi-

ques de cette figure ont été obtenus sur la base des don-

nées d'une série d'expériences et ils montrent la tendance

générale de ces relations sans limiter la portée de l'in-

vention Comme il ressort de ces graphiques, il est recom- mandable d'ajuster l'intervalle des lamelles à 0,? 44 ou moins, de préférence à 0, 20 f' ou moins, de façon à obtenir

un nombre de répétitions de la torsion de 20 ou davantage.

La taille de grains de la structure austénitique était

d'environ 971.

L'ajustement de la taille des grains austé-

nitiques et de l'intervalle entre les lamelles de la struc-

ture perlitique peuvent s'effectuer aisément, en général, en optimisant la composition de l'acier à cet effet et en équilibrant les conditions de fabrication Par exemple,

ces valeurs de la taille de grains et de l'intervalle peu-

vent être réglées efficacement dans le traitement de paten-

tage au plomb en réglant d'une manière appropriée la tempé-

rature de chauffage, la vitesse et le temps de chauffage, et

la température du bain de plomb Lorsqu'on utilise un trai-

tement de patentage autre que le patentage au plomb, par

exemple un patentage direct dans lequel le fil d'acier lami-

né à chatd est soumis à un refroidissement contrôlé, on

peut ajuster la taille des grains austénitiques et-l'inter-

valle des lamelles de la structure perlitique en utilisant un laminage contrôlé dans lequel la composition de l'acier,

les conditions de laminage à chaud etc sont optimisées.

Les opérations d'ajustement de la taille

des grains et de l'intervalle des lamelles de perlite ci-

-0 dessus sont bien connues dans la technique Lorsque le rap-

port d'étirage, exprimé par la réduction de la surface, est

inférieur à 70 %, il est difficile d'obtenir le niveau dési-

ré de résistance à la traction de 1 765 Mpa ou davantage ainsi que le niveau de rapport d'endurance visé de 0,19 ou davantage, même pour un acier au carbone (C: 0,6 1,2 %) ou pour un acier faiblement allié Par contre, lorsque le rapport d'étirage est supérieur à 95 %, la résistance à

la fatigue diminue de façon marquée et le rapport d'enduran-

ce devient inférieur à 0,18 En outre, les propriétés d'en-

roulement et de déroulement sont affectées dans un sens défavorable Par ailleurs, lorsque le rapport d'étirage est supérieur à 95 %, il arrive fréquemment que la torsion ne se propage pas uniformément sur la longeur du fil dans l'essai de torsion, provoquant une rupture anormale ou soudaine du fil pour un nombre de torsions répétées appliquées au fil

extrêmement faible.

Conformément à un mode de réalisation préfé-

ré de l'invention, par conséquent, la taille des grains d'austénite de la structure austénitique peut être ajustée

à 20 60/ et l'intervalle entre les lamelles de la struc-

ture perlitique peut aussi être ajusté à 0,20/ ou moins au cours du traitement de patentage pour améliorer encore les propriétés de fatigue dynamique La réduction de surface au cours de l'étirage est également ajustée à 70 95 % à cet effet. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, on peut utiliser un traitement de patentage au plomb Comme il a été indiqué précédemment, le degré de

décarburation dans la surface du fil d'acier après patenta-

ge au plomb est en relation étroite avec la résistance à la fatigue du fil obtenu La profondeur totale de la couche décarburée y compris une partie partiellement décarburée (Dm T) et là profondeur de décarburation de la phase ferrite (Dm F) sont portées en fonction de-la résistance à la fatigue

du fil d'acier galvanisé obtenu dans les Fig 2 et 3 respec-

tivement Ces données expérimentales sont été obtenues en utilisant la composition d'acier indiquée dans le tableau 1

et le fil d'acier laminé à chaud a été galvanisé à une tempé-

rature de bain de 450 OC pendant 12 secondes Lorsque la Dm T est supérieure à 150 /, et/ou que la Dm F est supérieure à 50 on n'obtient pas une résistance à la fatique supérieure à

390 Mpa.

Le réglage de la profondeur de décarburation peut être effectué en ajustant les conditions du traitement de patentage au plomb En général, il est recommandable à cet effet de régler la température de chauffage et le

temps de séjour, et si nécessaire l'atmosphère (c'est-à-

dire le rapport fuel/air etc) On peut dire que la décar-

buration peut être supprimée en utilisant une faible tempé- rature de chauffage et un court temps de séjour et aussi

en réduisant la proportion d'oxygène dans l'atmosphère.

On peut avoir recours à l'une ou l'autre de ces mesures pour régler la décarburation sans affecter dans un sens défavorable l'opération de patentage au plomb

et son effet.

A Cet égard, conformément au procédé classique de traitement de patentage au plomb, la Dm T est habituellement de 17 O à 200 ô, valeur beaucoup plus élevée

que la limite supérieure de la D Ze dans un mode de réalisa-

tion préféré de l'invention En outre, la Dm F du procédé classique est de 60 à 70 /V, valeur qui estaussi beau Cou P plus

élevée que celle de l'invention.

En outre, lorsque la proportion de lubri-

fiant primaire appliquée à la surface du fil d'acier avant l'étirage est inférieure à 3 g/m 2, le lubrifiant ne peut pas présenter ses propres propriétés lubrifiantes, mais entraîne parfois une cuisson au cours de l'étirage Tant

que la proportion de lubrifiant primaire n'est pas supé-

rieure à 7 g/m 2, on peut obtenir un rapport d'endurance dans l'intervalle préféré A cet égard, le procédé classique utilise une proportion de lubrifiant primaire supérieure à 10 g/m 2 On pensait que le lubrifiant primaire n'était appliqué que pour servir lui-même de lubrifiant de façon

à éviter qu'il ne se produise une cuisson au cours de l'éti-

rage C'est la raison pour laquelle une quantité de lubri-

fiant primaire aussi importante est appliquée dans la

technique antérieure.

Les exemples non limitatifs suivantssont

donnés à titre d'illustration de l'invention.

Exemple 1

On prépare la série de compositions d'acier représentée dans le tableau 2 ci-dessous en utilisant un four électrique de 4 tonnes et on les lamine à chaud en fils d'acier de 8,0 mm de diamètre On soumet ces fils à un trai-

tement de patentage au plomb à une température de 900 OC.

La taille de grains de la structure austénitique est de 30/-

l'intervalle des lamelles de la structure perlitique après patentage est de 0,15 K, la profondeur totale de la couche décarburée (Dm T) est de 50 P et la profondeur décarburée de

la structure ferritique est nulle.

Après patentage, on soumet les fils d'acier obtenus à un décapage et à une lubrification en appliquant un lubrifiant primaire constitué de phosphate de zinc à raison d'environ 6 g/m 2 On étire en continu les fils d'acier ainsi lubrifiés en fils de 3,11 mm de diamètre La réduction

de surface est de 85,9 %.

Le traitement de galvanisation est appliqué à une température de bain de métallisation de 450 OC pendant

12 secondes Quatre secondes après avoir terminé le traite-

ment de galvanisation, on refroidit brusquement le fil

d'acier galvanisé avec de l'eau.

On dédertmine les propriétés mécaniques des fils d'acier obtenus Les résultats expérimentaux sont

résumés dans les figures 4 à 14.

La Fig 4 montre les relations entre la teneur en P et le rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroulement à 1,5 fois le diamètre pour des fils

d'acier ayant la composition d'Acier N O 1 fdésignée ci-

après par Acier N O 1, etc) qui contient une quantité relativement importante de P, et pour les aciers n' 2, 3 et 4 qui contiennent chacun une quantité relativement faible de P. Comme il ressort du graphique de cette figure, le rapport de défectuosité à la rupture augmente

rapidement lorsque la teneur en P est supérieure à 0,022 %.

L'acier N O 1 qui contient 0,031 % de P présente un rapport de défectuosité à la rupture de 100 % Cependant, les aciers de l'invention, dont chacun contient une proportion de P de

o,o 25 % ou moins, présentent tous un rapport de défectuosi-

té à la rupture relativement faible.

La Fig 5 montre les relations entre le rapport de défectuosité à la rupture et la teneur en-S pour l'acier n 5 dans lequel la teneur en S est assez élevée et

les aciers N O 6, 7 et 8 qui contiennent une proportion re-

lativement faible de S Comme il ressort des données de la figure 5, le rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroulement à 1,5 fois le diamètre augmente rapidement lorsque la teneur en S dépasse 0,012 % Lorsque la teneur en S est supérieure à 0,015 %, le rapport est supérieur à % et il est de 100 % pour l'acier n 5 Les propriétés d'enroulement et de déroulement se dégradent donc lorsque

la teneur en S augmente.

La Fig -6 montre les relations entre la teneur en S et le rapport d'endurance de l'essai de fatigue pour les aciers n 5 à 8 La Fig 6 montre que le rapport d'endurance est de 0,19 ou moins lorsque la teneur en S est de 0,015 % ou davantage Le rapport pour l'acier comparatif (acier no 5) qui contient 0,017 % de S est de 0,18, valeur beaucoup plus faible que la valeur visée pour le rapport

d'endurance de l'invention.

La Fig 7 montre les relations entre la proportion de (P + S) et le rapport de défectuosité à la

rupture pour des aciers N O 9 dans lesquels la quantité tota-

le de (P + S) est relativement faible Lorsque la proportion de (P + S) dépasse 0,027 %, le rapport augmente rapidement et il est de 50 % ou davantage lorsque (P + S) dépasse 0,030 % Le but de l'invention ne peut pas être atteint lorsque la proportion totale de (P + S) est supérieure à

0,030 %.

La Fig 8 montre la porportion de (P + S) et le rapport d'endurance de l'essai de fatigue pour les aciers N O 9 à 12 Lorsque la proportion totale de (P + S)

dépasse 0,030 %, le rapport d'endurance est inférieur à 0,15.

L'essai comparatif, dans lequel la teneur totale (P + S) est de 0,033 % ne peut pas fournir la valeur visée pour le

rapport d'endurance de l'invention.

La Fig 9 montre les relations entre le rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule- ment à 1,5 fois le diamètre et la teneur en N pour l'acier no 13 qui contient une proportion relativement importante

de N et les aciers no 14 et 15 qui contiennent une propor-

tion relativement faible de N Comme le montre le graphique,

1 o la rapport de défectuosité passe à 50 % ou davantage lors-

que le teneur en N dépasse 0,010 % Dans l'exemple compara-

tif dans lequel la teneur N est de 0,0119 %, le but de la

présente invention ne peut pas être atteint.

La Fig 10 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule-

ment à 1,5 fois le diamètre et la teneur en oxygène pour

l'acier N O 16 qui contient une porportion relativement éle-

vée d'oxygène et les aciers N O 17 à 19, qui contiennent une

proportion d'oxygène dans l'intervalle fixé dans l'inven-

tion Il ressort de ces résultats que le rapport de défec-

tuosité à la rupture augmente progressivement au-delà d'une teneur en oxygène de 0,0016 %, et que l'exemple comparatif dans lequel la teneur en oxygène est de 0,0047 % ne peut pas donner la valeur visée du rapport de défectuosité à

la rupture de l'invention.

La Fig 11 montre les relations entre le rapport d'endurance de l'essai de fati ue et la teneur en oxygène pour les aciers no 16 et 19 Au fur et à mesure que la teneur en oxygène augmente, le rapport diminue Au

delà d'une teneur en-oxygène de 0,004 %, le rapport d'endu-

rance prend une valeur de 0,19 ou moins qui est très au-

dessous de la valeur visée dans l'invention L'acier N O 16

ne peut donc pas atteindre le but de l'invention.

La Fig 12 montre les relations entre la résistance à la traction de l'essai de traction à haute

température et la teneur en C pour l'acier No 20 qui con-

tient une proportion relativement faible de carbone, les

2 522692

aciers no 21,22 et 23 et l'acier no 24 qui contient une proportion de carbone extrêmement élevée Comme il ressort des données de cette figure, lorsque la teneur en carbone est inférieure à 0 4 % ( voir acier N O 20), la résistance à la traction est de 1 275:4 pa ou moins Par contre, lorsque la teneur en carbone est supérieure à 1,2 % ( voir acier N O 24), la résistance à la traction est supérieure à 2 550 Mpa -Cependant, la résistance à la traction des

aciers no 21, 22 et 23 est dans l'intervalle de l'inven-

tion,(V'est-à-dire qu'elle est de 1 275 Mpa à 2 550 Mpa) La Fig 13 montre les relations entre le

rapport de défectuosité à la rupture de l'essai d'enroule-

ment à 3,0 fois le diamètre et la teneur en carbone pour les aciers N O 21 à 24 Lorsque la teneur en carbone dépasse 1,0 %, le rapport augmente rapidement et il est de 50 % ou

davantage pour une teneur en carbone de 1,2 % ou davantage.

L'acier n 24, qui contient 1,28 % de carbone, ne peut pas

atteindre l'objectif de la présente invention.

La Fig 14 montre les relations entre la température et la résistance à la traction Les résultats ont été obtenus en effectuant un essai de résistance à la

traction à haute température en utilisant l'acier N O 4,-

qui est typique des aciers de l'invention Dans la figure,

la courbe "P" représente la relation:.

TS(T) = TS(R) x ( 1,42 0,0028 T) et la courbe "Q" représente la relation

TS(T) = TS (R) x ( 1,29 0,0019 T).

La résistance à haute température de l'a-

cier de l'invention se situe au-dessus des courbes "P" et

"Q' ce qui montre qu'il possède une résistance à haute tem-

pérature satisfaisante.

Exemple 2:

On répète l'exemple 1, excepté que les com-

positions d'acier sont celles indiquées dans le tableau 3

ci-dessous.

On détermine les propriétés mécaniques des fils d'acier obtenus Les résultats expérimentaux sont résumés

dans le tableau 4 ci-dessous.

Comme le montre ces résultats, les proprié-

tés mécaniques des fils d'acier de l'invention sont très

supérieures à celles des fils d'acier comparatifs.

TABLEAU 2

Conmposition des aciers ( % en poicds) Acier C Si Mn P S P+S Cr V Aú N O No. 1 0,75 0133 0,77 0,031 0,007 0,038 0,029 0,0065 0,0022 Comparatif 2 0, 73 0,32 0,81 0,023 0,007 0,030 0,022 0,0057 0,0025 Invention

3 0,76 0,33 0,80 0,015 0,007 0,022 0,030 0,0059 0,0029 "

4 0,77 0,32 0,79 0,008 0,008 0,016 0,026 0,0067 0,0023

Exemple

0,74 0,36 0,86 0,022 0,017 0,039 0,035 0,0051 0,0025 Comparatif 6 0,75 0, 31 0,87 0,019 0,011 0,030 0,033 0,0058 0,0024 Invention

7 0,72 0,35 0,88 0,022 0,008 0,030 0,041 0,0062 0,0023

8 0,72 0,32 0,88 0,020 0,005 0,025 0,038 0,0058 0,0025

xenple 9 0,76 0,34 0,81 0,024 0,009 0,033 0,029 0,0047 0,0021 Comparatif 0,77 0,31 0,83 0,022 0,007 0,029 0,029 0,0060 0,0020 Invention

11 0,82 0,27 0,75 0,017 0,010 0,027 0,034 0,0055 0,0023

12 0,74 0,30 0,80 0,014 0,006 0,020 0,036 0,0057 0,0020

13 0,71 0,36 0,77 0,022 0,007 0,029 0,002 0,0119 0,0027 Comparatif

14 0,71 0,37 0,79 0,023 0,007 0,030 0,002 0,0085 0,0028

0,70 0,34 0,76 0,021 0,008 0,029 0,001 0,0032 0,0025

" Exerp le 16 0,72 0,35 0,84 0,020 0,007 0,027 0,022 0,0042 0,0047 Comparatif 17 0,73 0,38 0,84 0,019 0,009 0,028 0,019 0,0049 0,0032 Invention

18 0,73 0,36 0,81 0,020 0,008 0,028 0,018 0,0053 0,0021

19 0,72 0,37 0,85 0)019 0,008 0 > 027 0,020 0,0051 0,0012

xenple 0,22 0,81 0,32 0,018 0,005 0,023 0,72 0 09 0,037 0,0034 0,0018 Comparatif

21 0,44 0,79 0,33 0,019 0,005 0,024 0,77 0,09 0,041 0,0046 0,0013

* 22 0,75 0,83 0,29 0,017 0,006 0,023 0,75 0,10 0,034 0,0039 0,0011

23 1,01 0,88 0,29 0,017 0,006 0,023 0,80 0,09 0,044 0,0050 0,0014

24 1,28 0,84 0,27 0,018 0,005 0,02 3 0,79 0,09 0,036 0,0062 0,0024

M 4-. %> \o M'

TAYBLEAU 3

Carposition des aciers ( %_f 2 en ixds Acier c si Mn P S p+S Cr Ni VI Nb At N 0 Ti Cu Zr Iemaxques No. 0,018 0,017 0,017 0,032 0,022 0,019 0,015 0, 022 0,020 0,019 0,005 0,010 0,006 0,007 0,017 0,011 0,007 0,007 0,007 0, 009 0,023 0,027 0,023 0,039 0,039 0,030 0,022

0.* 029

0,027 0,028 0,037 0,034 0,044 0,029 0,035 0,033 0,030 0,027 0,022 0,019

0,0034

0,0040

0,0035

0,0045

0,0040

0,0039

0,0119

0,0042

0,0040

0,0018

0,0010

0,0014

0,0017

0,0015

0,0012

0,0011

0.0011

0,0047

0,0015

Présente invention " p i,t if Présente invention J 7 tif Présente invention JD Uizt Ui I Ub D) u,u 1 I U, U Ucu,U Li VJ U, vu 3 I VUU LI

36 0,71 0,34 0,80 0,020 0,005 0,025 0,027 0,0030 0,0011

37 0,72 0,32 0,81 0,017 0,007 0,024 1,10 0,022 0,0035 0,0010

38 0,72 0,35 0,82 0,019 0,004 0,023 - 0,025 0,0031 0,0012

39 0,73 0,33 0,81 0,017 0,005 0,022 0,11 0,024 0,0029 0,0013

0,71 0,32 0,83 0,021 0,005 0,026 0,026 0,0034 0,0014

41 0,73 0,31 0,84 0,019 0,004 0,023 0,12 0,024 0,0033 0,0013

42 0,72 0,34 0,79 0,017 0,007 0,024 0,027 0,0032 0,0011

43 0,71 0,33 0,81 0,016 0,008 0,024 0,05 0,024 0,0034 0,0012

0, 22 0, 82 1,01 0,75 0, 74 0, 75 0,76 0, 71 0, 72 0, 73 0, 32 0, 27 0,29 0, 33 0,36 0, 31 0, 33 0,36 0, 35 0, 38 0,81 0, 75 0,88 0, 77 0,86 0,87 0, 80 0, 77 0,84 0,84 J, -il TABLEAU 3 (Suite) Conposition des aciers ( % en poids Acier C si Mn P S P+s Or Ni V Nb A 2 N O Ti Ou Zr R 2-maxqucs No. 44 0, 73 0, 38 0, 80 0,019 0,009 0,028 0,019 0,0040 0,0015 0,2 Présente Invention 0,72 0,37 0,82 0,017 0,008 0,025 0,020 0,0035 0,0017 Ili Cmaai 46 0,72 0,34 0,79 0,017 0,007 0,024 0,027 0,0032 0,0011 0,10 0,07 Présente Invention 47 0,71 0,33 0,80 0,016 0,008 0,024 0,025 0,0034 0, 0012 0,09 Compratif 48 0,71 0,30 0,82 0, 020 0,005 0,025 0,026 0,0034 0, 0014 0,11 0,07 Présente Invention 49 0,70 0,31 0,80 0,019 0,004 0,023 0, 024 0,0033 0,0013 0,1 Comâaetif o,, 0 % "O O

TABLEAU 4

PROPRIETES 11 ECANIQUES

L Latîne à

222 -

1 a ' Rapport d 'nchuranoe 0,194

0, 223

0,219 0,200 0,174 0,220 0,224 0,218 0,216 0,215 n 21 A Norrhre de ré Rapport de pétitions de défectuosité Peiarq Itues la torsion à la rupture x 22 20 Com Martif 24 15 Présente invention

23 20 I

23) I 1.0 Comparatif Présente invention r'j -'J w vot 1 o Présente invention 36 1795 6,0 392 0,219 21 20 e 37 1940 7, 7 431 0, 222 30 15 l

38 1785 6,1 392 0,220 20 15 I

39 1900 8,0 431 0,226 29 15 t

1805 6,1 392 0,217 23 20

41 1870 7,0 412 0,220 22 0

42 1795 6,2 392 0,219 20 20 t 43 1860 7,5 412 0,221 25 O l J'. LM Acier N O T S (I 4 Pa) Allongemoent M% 6,7 6,0 ,7 6,5 6,2 6,7 6,1 6, 9 6, 7 6,2 Isis TABLEAU 4 (Suite)

PROPBIE'I MECANIQUES

Résistance à la fatioqie (ti Pa) __ Ra Dprt cmbé d Rapport de d'endurarioe réî,ititions de défectuosité __________la 7 torsion, à la rupture * 0,226 27 15 Prés 0,212 0,224 0,219 0,228 0,204 Remarques ente invention Eyenple Comparatif 0 Présente invention O Exesrle Comparatif o Présente invention Exenple Comparatif NOTE: * Rapport de défectuosité à la ruoture de l'essai a'enrouleaent

à 1,5 fois le diamètre.

L Mi lo Acier No T S <MP a)

1835 '

Alloncpoent (g' 7, 7 4,2 8,0 6,2 8,0 6,0 r M

29 2522692

Claims

REVENDICATIONS

1 Fil d'acier galvanisé à haute résistance destiné à être utilisé dans le noyau d'acier toronné d'un conducteur d'aluminium renforcé d'acier, dont la composition pondérale est essentiellement la suivante: C: 0,4 1,2 % Si: pas plus de 2,0 % Mn: pas plus de 2,0 % Ai:pas plus de 0,1 % Cr: O 5, 0 % Cu: O 1,0 % Ni: O 1,0 % V: O 0,5 % Nb: O 0,2 % Ti:0 0,2 % Zr: O 0,2 % Le reste étant du fer avec des impuretés accidentelles parmi lesquelles les proportions de P, S, N et O sont les suivantes: P: pas plus de 0,025 % S: pas plus de 0,015 % P + S: pas plus de 0,03 % N: pas plus de 0,010 % O: pas plus de 0,004 %

2 Fil d'acier galvanisé à haute résistai-

ce suivant la revendication 1, ayant une résistance à la traction de 1 765 Mpa ou davantage et une résistance à la fatigue de 390 Mpa ou davantage, et dans lequel: C: 0,6 1,2 %, N: pas plus de 0,005 % et O: pas plus de 0,002 % 3 Fil d'acier galvanisé à haute résistance suivant la revendication 2, caractérisé en ce que sa teneur

en oxygène n'est pas supérieure à 0,0016 %.

4 Fil d'acier galvanisé à haute résistance

suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracté-

risé en ce que l'épaisseur de la couche d'alliage Fe-Zn for-

mée sur la surface du fil n'est pas supérieure à 15 v 5 Prodédé de production d'un fil d'acier à haute résistance destiné à être utilisé dans le noyau

d'acier toronné d'un conducteur d'aluminium renforcé d'a-

cier caractérisé en ce qu'on prépare un fil d'acier dont la composition pondérale est essentiellement la suivante: C: 0,4 1,2 % Si: pas plus de 2, 0 % Mn: cas mlus de 2,0 % Al: uas plus de 0,1 % Cr: O 5,0 % Cu: O 1,0 % Ni: 0 1,0 % V:0 0,5 % Nb: 0 0,2 % Ti: O 0,2 % Zr: O 0,2 %, le reste étant du fer avec des impuretés accidentelles parmi lesquelles les quantités de P, S, N et O sont les suivantes: P: bas nlus de 0,025 % S: Pas plus de 0, 015 % P + S: pas plus de 0,03 % N: pas plus de 0,010 % O: pas plus de 0, 004 %, en ce qu'on soumet le fil d'acier obtenu à un traitement de patentage pour obtenir une structure austénitique ayant une taille de grains austénitiques de 20 à 60 p,

puis pour transformer la structure austénitique en struc-

ture perlitique, on effectue, après décapage et lubrifi-

cation, un étirage du fil d'acier avec une réduction de

surface de 70 à 95 %.

6 Procédé suivant la revendication 5, caracté-

risé en ce qu'on effectue une galvanisation, après éti rage, à une température de bain de 450 C ou moins pendant secondes ou moins, le fil d'acier galvanisé obtenu

avec une couche d'alliage Fe-Zn de 15 p ou moins d'épais-

seur ayant une résistance à la traction de 1 765 M Pa ou davantage et une résistance à la fatigue de 390 M Pa ou davantage.

7 Procédé suivant la revendication 5, caracté-

rise en ce qu'on ajuste l'intervalle entre les lamelles de la structure Derlitique à une valeur non supérieure

à 0,20 p avant d'effectuer l'étirage.

8 Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 5 à 7, caractérisé en ce que ce traitement de patentage est un traitement de patentage au plomb qui est effectué dans des conditions appropriées pour obtenir un fil d'acier dont la surface a une profondeur décarburée

totale non supérieure à 150 p et une profondeur décarbu-

rée dans la couche de ferrite non supérieure à 50 p.

9 Procédé suivant la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'avant l'étirage du fil d'acier, on ap-

plique un lubrifiant sur la surface du fil d'acier, ce lubrifiant étant un lubrifiant primaire contenant un

phosphate de zinc à raison de 3 a 7 g/m 2.

Procédé suivant la revendication 9, carac-

térisé en ce que le fil d'acier galvanisé est refroidi à l'eau dans les 5 secondes qui suivent le traitement

de galvanisation.