FR2741360A1 - Acier inoxydable a deux phases superplastique ayant une faible resistance a la deformation et d'excellentes proprietes d'allongement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un acier inoxydable à deux phases superplastique ayant une faible résistance à la déformation et une excellent allongement qui comprend C à raison d'au plus 0,05% en masse, Si à raison d'au plus 1,5% en masse, Mn à raison d'au plus 3,0% en masse, Cr à raison de 17,0 à 26,0% en masse, Ni à raison de 3,0 à 10,0% en masse, Mo à raison de 0,1 à 2,0% en masse, N à raison de 0,08 à 0,20% en masse, S à raison d'au plus 0,002% en masse, B à raison de 0,0005 à 0,01% en masse, le reste étant constitué par Fe et des impuretés inévitables.

Description

La présente invention concerne un acier inoxydable à deux phases

superplastique ayant une faible résistance à la déformation et d'excellentes pro-

priétés d'allongement même lors d'un formage à une température relativement

basse par rapport à un acier inoxydable à deux phases superplastique connu.

Comme aciers inoxydables présentant une superplasticité, on connaît des aciers inoxydables à deux phases résistant aux piqûres de corrosion tels que l'acier SUS 329J4L, par exemple. Cet acier inoxydable à deux phases a été conçu pour améliorer la résistance à la corrosion dans un environnement d'utilisation constitué par l'eau de mer, par exemple, et présente une structure à deux phases consistant en austénite et en ferrite. On considère que ces deux phases interagissent en permettant le contrôle de la croissance des grains afin de maintenir des grains fins recristallisés au cours des déformations à haute température ce qui confère à

l'acier une bonne superplasticité.

Lorsque l'acier inoxydable à deux phases SUS 329J4L est utilisé dans des applications nécessitant une superplasticité, par exemple sous forme de corps moulés d'une pièce de forme compliquée tels que les éviers, les têtes de cannes de golf et analogues, il est nécessaire de réaliser le moulage (moulage superplastique) à une température supérieure à 1000'C car, lorsque le moulage est réalisé à une température inférieure à cette valeur, on observe la précipitation pendant la

déformation d'une phase a constituée par un composé intermétallique dur.

Il a été dit que cette phase a permet le contrôle de la croissance des grains ce qui améliore la superplasticité et encore qu'elle est dure et augmente la résistance à la déformation ce qui dégrade la superplasticité. Cependant, lorsque cette phase est présente dans le matériau à la température ambiante, la ténacité du matériau est considérablement dégradée de sorte qu'il est finalement nécessaire d'éliminer totalement cette phase du matériau. Comme procédé pour éliminer cette

phase on connaît un procédé consistant à mouler le matériau par moulage super-

plastique à une température supérieure à la température de précipitation de la phase o puis à tremper le matériau, et un procédé consistant à maintenir le matériau après

le moulage superplastique à une température supérieure à la température de préci-

pitation de la phase o puis à le tremper. Cependant, le matériau superplastique est très mou à haute température et est susceptible de se déformer aisément au cours du traitement thermique de sorte qu'il est impossible en pratique de réaliser le

traitement thermique après le formage (moulage).

De ce fait, lorsqu'un acier inoxydable à deux phases est utilisé comme matériau superplastique il est nécessaire de réaliser le moulage dans un domaine de

température qui n'entraîne pas de précipitation de la phase a.

Par ailleurs, il est souhaitable d'obtenir la superplasticité à des températures plus basses, par exemple d'environ 900'C, dans le cas de l'acier inoxydable à deux phases car si la superplasticité peut être développée à basse température, les conditions de formage à plus haute température peuvent être adoucies afin de réaliser le formage de manière plus stable, et en outre l'installation de formage peut être réalisée plus facilement et de manière moins coûteuse de sorte que le développement de la superplasticité à basse température contribue à réduire

les coûts de moulage et à raccourcir le cycle de moulage.

En général, les aciers inoxydables à deux phases conventionnels ont été développés principalement pour améliorer la résistance à la corrosion mais ne

sont pas conçus pour produire une superplasticité et pour l'améliorer.

Malgré les besoins évoqués ci-dessus, il se trouve que la technique permettant de produire la superplasticité à basse température n'est pas encore

établie en ce qui concerne les aciers inoxydables à deux phases conventionnels.

Pour cette raison, la présente invention a pour but d'améliorer encore la superplasticité de l'acier inoxydable et de proposer un acier inoxydable à deux phases superplastique capable de développer une excellente superplasticité dans un domaine de température inférieur au domaine de température utilisé de manière conventionnelle tout en maintenant la résistance à la corrosion inhérente à l'acier inoxydable. Pour développer une excellente superplasticité dans un domaine de température d'environ 900'C, l'acier doit être soumis à une contrainte nécessaire pour la déformation dans un tel domaine de basse température ou à une faible

contrainte d'écoulement pour un coefficient m de sensibilité à la vitesse de défor-

mation élevé sans précipitation de phase a. Le coefficient m de sensibilité à la vitesse de déformation est défini par l'équation suivante: lnâ = m x Ine + C (dans laquelle ô représente la contrainte, e représente la vitesse de déformation et C

représente une constante).

Bien que l'objectif principal soit d'améliorer la superplasticité, si, à la suite du formage superplastique, l'acier ne présente pas de résistance à la corrosion adéquate, ses caractéristiques en tant qu'acier inoxydable sont perdues de sorte

qu'il est nécessaire de maintenir dans une certaine mesure la résistance à la corro-

sion. Autrement dit, on cherche à développer des matériaux ayant une faible contrainte d'écoulement dans un domaine de basse température d'environ 900 C, un excellent allongement et une excellente résistance à la corrosion. Compte tenu de ce qui précède, le demandeur a réalisé différentes études sur différents constituants d'alliages pour atteindre le but ci-dessus et a développé un acier inoxydable à deux phases superplastique ayant une excellente superplasticité dans un domaine de basse température d'environ 900'C, sans

précipitation de phase a et présentant une résistance à la corrosion appropriée.

Ainsi, la présente invention fournit un acier inoxydable à deux phases

superplastique ayant une faible résistance à la déformation et un excellent allonge-

ment, qui comprend C à raison d'au plus 0,05% en masse, Si à raison d'au plus 1,5% en masse, Mn à raison d'au plus 3,0% en masse, Cr à raison de 17,0 à 26,0% en masse, Ni à raison de 3,0 à 10,0% en masse, Mo à raison de 0,1 à 2,0% en masse, N à raison de 0,08 à 0,20% en masse, S à raison d'au plus 0,002% en masse, B à raison de 0,0005 à 0,01% en masse, le reste étant constitué par Fe et des

impuretés inévitables.

Dans un mode de réalisation de l'invention que l'on préfère, l'acier

contient en outre Cu à raison de 0,1 à 2,0% en masse.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention que l'on préfere, l'acier contient en outre 0,005 à 0,05% en masse d'un ou plusieurs éléments des

terres rares.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention que l'on préfère, les teneurs en Cr, Ni, Mo, Si, C, Mn, Cu et N sont telles qu'elles satisfont la relation [Creq-Nieq] = 12,0 à 17,0 dans laquelle Creq est défini par l'équation (1) suivante et Nieq est défini par l'équation (2) suivante: Creq = Cr + Mo + 1,5Si (1) Nieq = Ni + 30C + 0,5Mn + 0,5Cu + 20N (2) D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux

dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés

uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure i est un graphique montrant la relation entre la contrainte d'écoulement et la quantité de B ajoutée; - la figure 2 est un graphique montrant la relation entre l'allongement et la quantité de B ajoutée, et - la figure 3 est un graphique montrant la relation entre le coefficient

m de sensibilité à la vitesse de déformation et [Creq - Nieq].

On va exposer ci-dessous les raisons pour lesquelles la teneur de chaque constituant d'alliage dans l'acier inoxydable à deux phases selon la présente

invention est limitée au domaine défini ci-dessus.

C: au plus 0,05% en masse.

Lorsque la teneur en C dépasse 0,05% en masse, la tendance à subir une corrosion intergranulaire augmente ce qui dégrade la résistance aux piqûres de

corrosion et en outre l'aptitude au formage à chaud est réduite du fait de la pré-

cipitation de carbures. Même lorsque le matériau est un matériau superplastique, si la teneur en C dépasse 0,05% en masse, un recuit est nécessaire au cours du laminage à froid et la manipulation au cours des étapes subséquentes de formage devient difficile. De ce fait, la limite supérieure de la teneur en C est de 0,05% en masse.

Si: au plus 1,5% en masse.

Si est un élément qui participe à la constitution de la phase o sous forme de composé intermétallique. Lorsque la teneur en Si augmente, la vitesse de précipitation de la phase o augmente de sorte que l'on observe une montée de la limite supérieure de température dans le domaine des températures de précipitation. De ce fait, pour éviter la précipitation de la phase o à environ 900'C,

la teneur en Si ne doit pas dépasser 1,5% en masse.

Mn: au plus 3,0% en masse.

Mn joue le rôle d'élément désoxydant dans la fusion et l'affinage et constitue un élément efficace pour éviter une tendance à la rupture à chaud en réagissant avec S pour former un composé soufré. Lorsque la teneur en Mn dépasse 3,0% en masse, la résistance à l'oxydation est dégradée. De ce fait, il est nécessaire

que la teneur en Mn ne soit pas supérieure à 3,0% en masse.

Cr: 17,0 à 26,0% en masse.

Cr est un élément formateur de ferrite et qui participe à la constitution de la phase a. Lorsque la teneur en Cr dépasse 26% en masse, la précipitation de la phase a devient manifeste et même si la quantité d'un élément favorisant la précipitation de la phase o tel que Si ou analogue est inférieure, la précipitation de la phase a se produit à environ 900C ce qui dégrade l'aptitude au formage à chaud et la superplasticité dans un domaine de température permettant la formation de la phase a, si bien que la limite supérieure de la teneur en Cr est fixée à 26,0% en masse. D'autre part, lorsque la teneur en Cr est inférieure à 17,0% en masse, la quantité d'austénite augmente de même que dans le cas de la teneur en Ni mentionnée ci-dessous et l'effet de contrôle de la croissance des grains y de la phase a est perdu et il se produit une dégradation de la superplasticité et de la résistance à l'oxydation de sorte que, lorsque l'acier est maintenu à haute température pendant une longue durée, il subit une oxydation considérable pendant le moulage superplastique si bien qu'il n'est pas possible d'obtenir un bon allongement. Pour ces raisons, la limite inférieure de la teneur en Cr est fixée à

17,0% en masse.

Ni: 3,0 à 10,0% en masse.

Ni est un élément formateur d'austénite. Lorsque la teneur en Ni est inférieure à 3,0% en masse, même si le réglage est réalisé par addition d'un autre élément formateur de ferrite ou d'un autre élément formateur d'austénite, la proportion de phase y (austénite) ne dépasse pas 30% en masse et l'effet de contrôle de la croissance des grains de la phase a (ferrite) au cours de la déformation superpiastique diminue ce qui dégrade la superplasticité, de sorte que la limite inférieure de la teneur en Ni est égale à 3,0% en masse. D'autre part, lorsque la teneur en Ni dépasse 10% en masse, la proportion de phase y augmente et la vitesse de croissance des grains de phase y augmente ce qui fait croître la contrainte d'écoulement du matériau à haute température, de sorte que la limite supérieure de

la teneur en Ni est de 10,0% en masse.

Mo: 0,1 à 2,0% en masse.

Mo est un élément qui joue un rôle très important dans l'acier inoxydable à deux phases superplastique car Mo est un élément qui contribue à l'amélioration de la résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion en criques après le formage et est un élément important qui est indispensable pour l'acier inoxydable à deux phases résistant à la corrosion. Les expériences réalisées par le demandeur en ce qui concerne la superplasticité de l'acier inoxydable à deux phases ont confirmé que Mo favorise la précipitation de la phase a et augmente considérablement la contrainte d'écoulement (résistance à la déformation au cours de la déformation superplastique). En particulier, l'augmentation de la contrainte d'écoulement devient manifeste dans un domaine de basse température d'environ 900C et devient remarquable également lorsque la teneur en Mo dépasse 2,0% en

masse. De ce fait, la limite supérieure de la teneur en Mo est de 2,0% en masse.

D'autre part, Mo améliore considérablement la résistance à l'oxydation du matériau à haute température. De ce fait, un acier ne contenant pas de Mo présente une faible contrainte d'écoulement, mais lorsqu'il est exposé à une haute température pendant une longue durée au cours du formage, il ne permet pas d'obtenir de bons résultats en ce qui concerne l'allongement superplastique. A ce sujet, les expériences réalisées par le demandeur ont permis de confirmer que, lorsque l'on ajoute au moins 0, 1% de Mo au matériau ci-dessus, l'allongement superplastique est considérablement amélioré. De ce fait, la limite inférieure de la

teneur en Mo est de 0,1% en masse.

Cu: 0,1 à 2,0% en masse.

En général, l'extrusion-souffiage à une pression gazeuse inférieure à celle du formage habituel est adoptée comme formage superplastique pour obtenir des formes compliquées et réduire le coût des moules. De ce fait, pour pouvoir utiliser pratiquement l'acier inoxydable à deux phases superplastique, il est nécessaire d'abaisser la contrainte d'écoulement du matériau. Cependant, lorsque la température de formage superplastique est abaissée de 1 000'C, la température habituellement utilisée, à 900'C, l'augmentation de la contrainte d'écoulement est remarquable dans l'acier inoxydable à deux phases. Il en résulte que la réduction de la contrainte d'écoulement est extrêmement importante pour pouvoir utiliser

pratiquement l'acier inoxydable à deux phases superplastique.

Le demandeur a réalisé des études concernant la superplasticité de l'acier inoxydable à deux phases et a constaté que Cu est généralement un élément qui contribue à l'amélioration de la résistance à la corrosion et de la résistance à la

corrosion en criques et qu'il a pour effet de réduire la contrainte d'écoulement.

Lorsque la teneur en Cu dépasse 2,0% en masse, il se produit une réduction défavorable de l'allongement superplastique de sorte que la limite supérieure de la teneur en Cu est de 2,0% en masse. D'autre part, la limite inférieure est égale à 0,1% en masse car cette valeur permet à l'effet d'amélioration de la contrainte d'écoulement d'apparaître. De préférence, il est souhaitable que la teneur en Cu soit

d'au moins 1,0% en masse pour développer l'effet permettant de réduire consi-

dérablement la contrainte d'écoulement.

L'addition de Cu mentionnée ci-dessus permet d'utiliser pratiquement l'acier inoxydable à deux phases superplastique. Bien que le mécanisme détaillé de la réduction de la contrainte d'écoulement par Cu ne soit pas élucidé, on considère que Cu subit une ségrégation aux joints des grains ce qui facilite le glissement des

joints des grains et réduit la contrainte d'écoulement.

N: 0,08-0,20% en masse.

N est un élément formateur d'austénite de même que C. Pour obtenir une excellente superplasticité il est donc nécessaire que la teneur en N soit déterminée compte tenu de l'équilibre de la structure en ce qui concerne les éléments formateurs de ferrite, car la formation de fins grains cristallins qui est nécessaire pour l'apparition de la superplasticité dépend principalement des

quantités de phase y et de phase ac ainsi que cela sera mentionné cidessous.

Concrètement, il est préférable que la teneur en N soit telle que la différence [Creq

- Nieq] soit comprise entre 12,0 et 17,0.

De plus, N améliore la résistance à la corrosion par piqûres. Pour obtenir un tel effet, il est nécessaire que la teneur en N soit au moins égale à 0,08% en masse. Cependant, lorsque la teneur en N dépasse 0,20% en masse, l'aptitude au formage à chaud devient très médiocre. De ce fait, la teneur en N est comprise

entre 0,08 et 0,20% en masse.

S: au plus 0,002% en masse.

On sait que S subit une ségrégation aux joints des grains ce qui dégrade considérablement l'aptitude au formage à chaud de l'acier inoxydable à deux phases. De ce fait, il est préférable que la teneur en S ne soit pas supérieure à

0,002% en masse pour garantir l'aptitude au formage à chaud.

B: 0,0005 à 0,01% en masse.

On sait que B subit une ségrégation aux joints des grains ce qui renforce les joints des grains mais entraîne une augmentation de la contrainte d'écoulement. De ce fait, l'addition de B était considérée jusqu'à présent comme

désavantageuse pour l'amélioration de la superplasticité. Cependant, les expé-

riences réalisées par le demandeur ont confirmé que lorsque B est ajouté en une quantité d'au moins 0,0005% en masse, on obtient un allongement très important et on constate que B est efficace pour améliorer la superplasticité. B est donc un élément qui joue un rôle très important dans la présente invention. La fonction et l'effet ci-dessus sont observés de manière remarquable dans une atmosphère de Ar

n'ayant pas d'effet d'oxydation.

Concrètement, l'effet d'amélioration de l'allongement superplastique est confirmé pour une addition d'au moins 0,0005% en masse, et une quantité ajoutée d'au moins 0,005% en masse est préférable. Cependant, lorsque la quantité ajoutée dépasse 0,01% en masse, B est précipité aux joints des grains ce qui entraîne une augmentation rapide de la contrainte d'écoulement de sorte que l'effet d'amélioration de l'allongement superplastique n'est pas obtenu. De ce fait, la

teneur en B est limitée au domaine de 0,0005 à 0,01% en masse.

Eléments des terres rares: 0,005 à 0,05% en masse.

Ainsi que cela a été mentionné précédemment, lorsque l'acier inoxy- dable à deux phases superplastique est soumis à un moulage superplastique, la

température de formage est une température très élevée d'environ 900 à 1 000 C.

De ce fait, lorsque le moulage dure longtemps, le matériau lui-même doit avoir un certain degré de résistance à l'oxydation car, sinon, l'oxydation se développe à l'intérieur du matériau et s'accompagne d'une déformation du matériau et donc de la formation de vides et d'une rupture du matériau si bien qu'il ne peut pas être

utilisé en pratique.

A ce sujet, le demandeur a remarqué que la présence d'au moins un élément des terres rares ou d'un mélange de deux ou plusieurs éléments des terres rares, par exemple sous forme de mischmétal, et en particulier de La, Ce et Y, contribue à améliorer la résistance à l'oxydation de l'acier inoxydable à deux

phases superplastique.

De nombreuses études ont été publiées sur l'amélioration de la résistance à l'oxydation par addition d'éléments des terres rares (voir par exemple le document Nippon Kinzoku Gakkai Kaiho, vol. 18, page 192, 1979). Ces documents concernent principalement les aciers ferritiques mais ne concernent sensiblement pas l'acier inoxydable à deux phases. Ceci est dû au fait que l'effet des éléments des terres rares sur la résistance à l'oxydation consiste généralement à

améliorer les propriétés d'adhésion des croûtes d'oxydation de sorte que l'on consi-

dère que l'effet ci-dessus n'est pas mis en évidence de manière sensible par des

tests d'oxydation répétitive d'un acier inoxydable à deux phases contenant simul-

tanément une phase ac et une phase y présentant une grande différence de dilatation thermique. A ce sujet, les expériences dau demandeur concernant l'allongement superplastique ont été réalisées en maintenant le matériau à une température constante de sorte que l'effet des éléments des terres rares se manifeste dans une mesure considérable même dans l'acier inoxydable à deux phases de sorte qu'il a été confirmé que la résistance à l'oxydation du matériau est très améliorée, ce qui

conduit à un acier présentant un excellent allongement superplastique.

Ainsi que cela a été mentionné ci-dessus, les éléments des terres rares contribuent à l'amélioration de la résistance à l'oxydation au cours du formage superplastique. Cependant, lorsque la teneur en éléments des terres rares dépasse 0,05% en masse, ceux-ci provoquent des défauts de surface ou demeurent dans l'acier sous forme d'inclusions non métalliques ce qui dégrade la résistance à la corrosion. De ce fait, la limite supérieure est fixée à 0,05% en masse tandis que la limite inférieure est fixée à 0,005% en masse ce qui permet la manifestation de

l'effet d'amélioration de la résistance à l'oxydation.

[Creq - Nieq]: 12,0-17,0 De nombreuses études ont été publiées précédemment concernant le mécanisme de développement de la superplasticité d'un acier inoxydable à deux phases, et parmi celles- ci on trouve de nombreux articles concernant l'influence des éléments d'alliage, l'influence du formage, l'influence de la précipitation de la

phase a, entre autres. Le demandeur a réalisé des expériences sur un acier inoxy-

dable à deux phases dont la composition présente un rapport a/y plus étendu pour examiner l'influence des joints de grains a/y dont on considère qu'ils jouent le rôle le plus important dans la déformation superplastique de l'acier inoxydable à deux phases. On a ainsi constaté que le rapport a/y est lié étroitement au coefficient m de sensibilité à la vitesse de déformation. En d'autres termes, le rapport c/y peut être exprimé par [Creq - Nieq]. On a constaté que lorsque cette valeur est située dans un domaine préférable, on obtient pour m une valeur élevée mais que, lorsque la valeur de cta est à l'extérieur du domaine cidessus, la valeur de m a tendance à diminuer. Dans l'article "Progress in Materials Science", vol. 33 (1989), page 169, il est mentionné que deux phases constituant le matériau superplastique fin contrôlent mutuellement la croissance des grains au cours d'une déformation superplastique par un effet Zener de ces phases et activent le glissement aux joints des grains tout en maintenant des grains fins recristallisés sans réduire la surface des joints de grains. De plus, il a été mentionné qu'il est souhaitable que le rapport de structure des deux phases soit égal à 50:50 pour contrôler les joints de grains des différentes phases, en supposant que les niveaux de résistance mécanique des deux phases sont sensiblement égaux. Cependant, la résistance mécanique de la phase y est supérieure à celle de la phase act au cours d'une déformation superplastique, de sorte qu'une phase de matrice molle est préférable à une phase

de matrice dure en ce qui concerne la réduction de la résistance à la déformation.

De ce fait, il est nécessaire d'augmenter la phase a molle pour que le rapport des

phases a et y soit supérieur à 1:1.

Pour ce faire, la différence [Creq -Nieq], en tant qu'indication du rapport des phases a et y, est limité au domaine de 12,0 à 17,0. Autrement dit, lorsque [Creq -Nieq] n'est pas inférieur à 12,0, la phase de matrice peut être ramollie tandis que lorsque [Creq - Nieq] n'est pas supérieure à 17,0, l'effet de contrôle de la croissance des grains des différentes phases peut se manifester. Les exemples suivants sont donnés pour illustrer l'invention sans la limiter. Dix kg d'acier inoxydable à deux phases ayant la composition chimique présentée dans le tableau 1 sont fondus dans un four à induction haute fréquence à l'atmosphère, coulés dans un moule de 10 kg puis forgés à chaud à une température de 1 150 à 1 200 C jusqu'à une épaisseur de 10 mm. Ensuite, la feuille forgée est soumise à un traitement de mise en solution à une température de 1 000 à 1 200'C, écroûtée et soumise à un laminage à froid à un étirage de 84% jusqu'à une épaisseur de 1,6 min. Une éprouvette de 10 mm de longueur et 5 mm de

largeur est préparée à partir de cette feuille.

Cette éprouvette est chauffée à une température de moulage super-

plastique de 900'C et maintenue à cette température pendant 70 min environ puis soumise à un essai de traction pour l'évaluation de la superplasticité. L'essai de traction réalisé est un essai de résistance mécanique à haute température de type vitesse de déformation échelonnée plutôt que l'essai de traction uniaxial habituel à vitesse de traverse constante. Dans l'essai de type vitesse de déformation échelonnée, la tension est appliquée tout d'abord à une très faible vitesse de la traverse (0,005 mm/min) puis la vitesse de la traverse est augmentée par pas pour atteindre une contrainte maximale, la contrainte maximale étant mesurée pour chaque vitesse de la traverse, et ce processus est maintenu jusqu'à une vitesse de traverse de 20 mm/min ce qui permet de déterminer de manière relativement simple la résistance à la déformation (contrainte d'écoulement) et le coefficient m

de sensi-bilité à la vitesse de déformation.

Bien que la superplasticité ne soit pas clairement définie, on admet généralement que lorsque l'allongement est au moins égal à 200% et lorsque la

valeur m n'est pas inférieure à 0,3, il y a superplasticité. La résistance à la défor-

mation (contrainte d'écoulement) s'ajoute aux deux paramètres précédents en tant

que facteur important pour le formage superplastique réel. De ce fait, la super-

plasticité est évaluée par les trois paramètres ci-dessus contrainte d'écoulement, coefficient m et allongement. Les résultats correspondants sont présentés dans le

tableau 1 ci-dessous.

Comme le montre le tableau 1, les aciers selon la présente invention présentent de bonnes valeurs des trois paramètres ci-dessus car la contrainte d'écoulement n'est pas supérieure à 20 MPa à 900 C, la valeur du coefficient m

dépasse 0,75 et l'allongement n'est pas inférieur à 1 000%.

Au contraire, dans les aciers comparatifs ayant une composition chimique située à l'extérieur du domaine défini selon la présente invention, bien qu'il apparaisse une superplasticité, l'un au moins des paramètres contrainte d'écoulement, coefficient m et allongement est médiocre de sorte que les aciers selon la présente invention présentent une meilleure superplasticité que les aciers

comparatifs.

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2 13,1 17,2 0,78 1344

3 12,7 18,7 0,80 1721 Ex. 1

4 12,6 14,3 0,79 1623

S 14,3 16,1 0,83 1232

6 11l 15,3 0,79 925 7 12, 1 18,2 0,81 1064 Ex. comparatif 8 na 16,2 0,76 1442

9 14,2 62,3 0,81 1525

12,1 19,3 0,75 1333 Ex. 2

11 12,2 13,2 0,76 1435

12 9 21,5 0,71 1353 Ex. comparatif

13 12,0 21,2 0,77 1010

14 16,3 16,1 0,78 2023 Ex. 3

16,3 15,4 0,77 2351

16 16,0 14,3 0,79 1822 Ex. comparatif 17 14,0 13,7 0,93 1525 Ex. 4

18 15,3 15,2 0,86 1622

19 15,4 14,6 0,88 1823

1l. 33,1 0,62 1022 Ex. comparatif

21 212 53,2 0,33 989

22 20. 45,3 0,42 1522

[Creq - Nieq] = Cr+Mo+1,5Si-Ni-30C-0,5Mn-0,5Cu-20N Par ailleurs, des essais ont été réalisés en ce qui concerne l'influence de l'addition de B sur la contrainte d'écoulement et l'allongement. Les résultats de ces essais sont présentés sur les figures 1 et 2. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'addition de B a tendance à augmenter l'allongement tandis que lorsque la quantité de B ajoutée augmente, la contrainte d'écoulement augmente. En considérant l'équilibre entre l'allongement, la contrainte d'écoulement et le coefficient m, lorsque la quantité de B ajoutée est comprise dans le domaine de 0,0005 à 0,01% en masse, un formage superplastique peut être obtenu dans un domaine de basse

température d'environ 900'C sans que le formage soit perturbé.

De plus, des essais ont été réalisés en ce qui concerne l'influence de [Creq - Nieq] sur la valeur du coefficient m. Les résultats obtenus sont présentés sur la figure 3. Comme le montre la figure 3, le coefficient m augmente lorsque la valeur de [Creq - Nieq] est située dans le domaine de 12 à 17 et on obtient une bonne superplasticité lorsque la valeur du coefficient m est située dans le domaine

ci-dessus.

Ainsi que cela a été mentionné ci-dessus, les aciers inoxydables à deux phases superplastiques selon l'invention sont des matériaux ayant une faible contrainte d'écoulement et un coefficient m élevé sans précipitation de phase o à environ 900C de sorte qu'un formage superplastique peut être accompli dans un domaine de basse température d'environ 900'C. Selon la présente invention, on obtient des produits qui ne présentent pas de problèmes tels que la fragilité et la dégradation de la résistance à la corrosion car ces produits ne présentent pas de

phase a apres formage.

De ce fait, la présente invention permet d'élargir le domaine d'appli-

cation des matériaux superplastiques à base de fer et de réaliser une liaison superplastique avec un alliage de Ti ou analogue, ce qui n'a jamais été réalisé par la

technique conventionnelle du fait de la différence des températures de formage.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Acier inoxydable à deux phases superplastique ayant une faible résistance à la déformation et un excellent allongement, caractérisé en ce qu'il comprend C à raison d'au plus 0,05% en masse, Si à raison d'au plus 1,5% en masse, Mn à raison d'au plus 3,0% en masse, Cr à raison de 17,0 à 26,0% en masse, Ni à raison de 3,0 à 10,0% en masse, Mo à raison de 0,1 à 2,0% en masse, N à raison de 0,08 à 0,20% en masse, S à raison d'au plus 0,002% en masse, B à raison de 0,0005 à 0,01% en masse, le reste étant constitué par Fe et des impuretés

inévitables.

2. Acier inoxydable à deux phases superplastique ayant une faible résistance à la déformation et un excellent allongement, caractérisé en ce qu'il comprend C à raison d'au plus 0,05% en masse, Si à raison d'au plus 1,5% en masse, Mn à raison d'au plus 3,0% en masse, Cr à raison de 17,0 à 26,0% en masse, Ni à raison de 3,0 à 10,0% en masse, Mo à raison de 0,1 à 2,0% en masse, N à raison de 0,08 à 0,20% en masse, S à raison d'au plus 0,002% en masse, B à raison de 0,0005 à 0,01% en masse, Cu à raison de 0,1 à 2,0% en masse, le reste étant

constitué par Fe et des impuretés inévitables.

3. Acier inoxydable à deux phases superplastique selon l'une quel-

conque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre

0,005 à 0,05% en masse d'un ou plusieurs éléments des terres rares.

4. Acier inoxydable à deux phases superplastique selon l'une quel-

conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les teneurs en Cr, Ni,

Mo, Si, C, Mn, Cu et N sont telles qu'elles satisfont la relation [Creq Nieq] = 12,0 à 17,0 dans laquelle Creq = Cr + Mo + 1,5Si (1) Nieq = Ni + 30C + 0,5Mn + 0,5Cu + 20N (2)