Brevet FR2007199A1 — publié le 19700102

134&9 1. 2007199 La présente invention concerne des alliages coulés et plus particulièrement les alliages à base de nickel, particulièrement -aptes- à être utilisés comme pièces métalliques dans les étages chauds de turbines à gaz. 5 On connaît un certain nombre d'alliages à base de nickel ayant la résistance nécessaire pour être utilisés dans l'intervalle de 915 à 1065° C. Ces alliages ont été proposés, et adaptés pour être utilisés dans les étages chauds des turbines à gaz. le progrès 10 des alliages dans ce domaine a été centré sur les alliages à base ■ de nickel contenant du chrome, du cobalt, du molybdène, du tantale, de l'aluminium, du titane, du carbone, du airconium et du bore. En général, la morphologie de tels alliages comprend une motrice dont certaines phases sont dispersées dans la masse de chaque 15 cristal et à la périphérie du cristal. Dans les alliages à base * de nickel les plus récemment élaborés pour usage à des températures-extrêmement hautes, la phase de base dans la motrice critalline est une phase eutectique "gamma prime" que l'on croit être constituée essentiellement de Hi^Al, dans laquelle le nickel peut 20 être partiellement remplacé par du cobalt, du chrome, du fer etc.à et l'aluminium partiellement remplacé par du titane, du colombium et d'autres éléments. Surtout dans les phases intragranulaires et de la périphérie des grains, il existe des formes diverses de phases carbures représentées couramment par les formules MO, 25 M2306 et MgO. En règle générale, quand les phases à carbone constituent de relativement petites particules et que celles-ci sont de manière générale distribuées dans toute la motrice des cristaux d'alliage» les phases carbure contribuent à renforce-? 30 l'alliage sans entraîner une grande perte de ductilité» Mais si les phases carbure sont préférentiellement isolées dans les zones frontalières des "grains, elles tendent à augmenter des caractéristiques préjudiciables» comme la perte de ductilité. Cette propriété n'est pas l'apanage des phases carbure. En 35 général, on peut dire qu'aux hautes températures, les périphéries des grains sont les parties faibles de n'importe quel alliage et que chaque phase s'isolant préférentiellement dans les zones périphériques des grains entraîne une perte de ductilité« Il est généralement de fait que,lorsqu'on remplace les alliages (en augmentant 40 le composé à allier habituellement)»la ductilité de l'alliage décroit. 69 13469 2. 2007199 les métallurgistes ont appris à établir des compromis entre la résistance et la ductilité, les alliages de l'invention constituent des compromis entre la résistance et la ductilité ; compromis commercialement acceptables Mais les alliages de 5 l'invention ne sont pas de simples compromis en ce sens que, pour un niveau de résistance donné à une quelconque température donnée, on se contenterait- d'une certaine possibilité de variation de ductilité relativement uniforme# On sait depuis longtemps que la plupart des alliages à base de nickel,ayant des caractéristiques 10 de résistance de valeur suffisamment grande pour permettre leur utilisation à des températures de 915° C et plus, montrent une ductilité déficiente à une température un peu plus basse, habituellement à 760° Qe Si l'on note l'allongement à la traction en fonction de la température^ la courbe habituelle montre peu 15 de changement, depuis la température ambiante jusqu'à environ 700° G» Entre 700°0et environ 845° 0, la courbe représentative de la ductilité montre un minimum et, habituellement, ce minimum a 'aie valeur inférieure au pourcentage d'allongement mesuré à température ambiante» Un des ocnrpromis que les métallurgistes ont 20 été obligés d'adopter jusqu'ici est de combiner un alliage qui donnera un allongement acceptable commercialement même au point le plus bas de 11augmentation de rigidité» Relativement récemment un phénomène assez inattendu a été rencontré avec un alliage à haute température particulier, 25 spécifiquement à propos de la ductilité à 760° C. Cet alliage particulier a été choisi et décrit sur la base des résultats expérimentaux obtenus en utilisant des échantillons de coulée de âimsneiQa normalisée, à la traction et au fluage. Lorsqu'ils sont essayés par ces techniques normales de test commercialement 30 acceptable^ ces échantillons coulés présentent toutes les valeurs d® ductilité acceptables commercialement dans la zone de 760° Oc Cependant^ quand dés pièces métalliques-de moteur à turbine, comme des lames de turbine, furent fabriquées en cet alliage suivant la pratique normale de coulée commercialement 33 acceptée, la pièce métallique montra souvent une ductilité inférieure à celle désirée à environ 760° C. Ce phénomène est particulièrement remarquable pour une pièce métallique fabriquée avec un métal revenu, contenant plus de 5 % d'alliage précédemment fondu et coulé. Une recherche plus poussée basée sur l'essai 40 d'échantillons usinés à partir de la pièce métallique montra qu'il 69 13469 3. 2007199 y avait un effet de masse affectant négativement la ductilité dans la région critique, environ 760° C. Puis on constata que les échantillons usinés à partir de la pièce métallique réelle coulés à la dimension donnaient souvent des valeurs de pourcentage i d'allongement et de pourcentage de diminution de surface dans les essais de traction et de fluage à 760° 0 bien inférieures aux valeurs données par les essais à la traction et au: fluage d'échantillons similaires coulés à la dimension. Du point de vue pratique, le but du métallurgiste est de produire des pièces de 10 métal ayant de bonnes caractéristiques mécaniques. Le fait que les caractéristiques mesurées sur des échantillons normaux coulés à la dimension ne sont pas représentatives des propriétés caractéristiques de la pièce métallique réelle estun problème contrariant et difficile soulevé par l'existence d'une ductilité 15 moindre bien connuep à environ 760° G. L'invention a pour objet un alliage coulé à base, de nickel, résistant à la température lorsqu'il est utilisé dans des pièces coulées notamment pour turbines à gaz ou analogues, alliage caractérisé par ce qu'il contient» en plus des éléments 20 traditionnels lui conférant une résistance aux hautes températures» une certaine addition de hafnium qui lui confère une ductilité acceptable. En faisant légèrement varier la chimie des alliages conformément à l'invention, suivant une combinaison des caractéris-25 tiques de résistance et de ductilité convenablement acceptable, il est possible de produire des alliages ayant une morphologie macrostructurale nettement différente et -une ductilité améliorée. En même temps, les alliages conservent substantiellement la même combinaison, ou une combinaison améliorée, de la résistance et 30 des autres caractéristiques mécaniques qui contribuent à leur utilisation dans le domaine des pièces métalliques de moteurs de turbinesà gaz à haute température. Les aciers de l'invention sont particulièrement aptes à l'utilisation»pour moteurs à réaction à haute température. 35 La description se rapporte à des exemples expliqués avec référence aux dessins annexés. - la figure 1 est une courbe graphique de la résistance à la traction de deux alliages, la résistance produite et le pourcentage d'allongement en fonction de la température, 40 l'un conforme à la présente invention, l'autre hors du cadre de la présente invention, 69 13469 +• 2007199 - la figure 2 est une reproduction d'une microphotographie d'un alliage conforme à l'invention, . - la figure 2A est une reproduction d'une microphotographie d'un alliage (comparable à l'alliage montré figure 2) 5 conforme à la présente invention, - la figure 3 est une reproduction d'une microphotographie d'un autre alliage hors du cadre de la présente invention, - la figure 3A est une reproduction d'une miOTO-10 photographie d'un alliage (comparable à l'alliage montré dans la figure 3) conforme à la présente invention, - la figure 4 est un graphique illustrant les caractéristiques de fluage d'une pièce métallique d'un alliage conforme à la présente invention et d'une pièce métallique d'un 15 alliage situé hors du cadre de la présente invention, lorsque les deux échantillons d'alliages sont faits de deux chaudes a revenu, les échantillons étant usinés à partir de lames de turbines coulées. D'une manière générale, la présente invention 20 s'étend à des pièces métalliques de turbine à haute température, telles que laines de turbine, aubes, roues de turbine coulées d'une seule pièce et aubes directrices de tuyère faites en un alliage ayant, dans sa forme primitive, des caractéristiques de résistance et de ductilité commercialement acceptables, lequel 25 alliage est modifié par l'inclusion de 0,1 % environ à environ 4 % (en poids) de hafnium dans la composition de l'alliage. Utilisé suivant la présente invention, le hafnium peut être inclu dans l'alliage en substitution d'un pourcentage pondéral équivalent de nickel, de tantale et parfois d'autres 30 éléments réfractaires. Le hafnium est avantageusement substitué, à raison d'environ 0,3 % à environ 1,2 à des pourcentages pondéraux égaux de tantale, quand le tantale est présent dans l'alliage de base à améliorer en accord avec la présente invention. 35 D'une manière générale, lorsque 'on substitue du hafnium à des éléments tels que le tantale dans un alliage, les caractéristiques de résistance de l'alliage de base ne varient pas de manière significative, alors que, simultanément, la ductilité de l'alliage .est notablement améliorée. 40 Quand on substitue le hafnium à des éléments 69 13469 5. 2007199 d'alliage tels que le nickel» les caractéristiques de ductilité de l'alliage sont notablement améliorées alors que» dans le même temps; il est possible que les caractéristiques de résistance de l'alliage de base soient améliorées. -5 On doit noter, cependant» que l'inclusion de hafnium dans un alliage à base de nickel déjà extrêmement chargé par des éléments durcissants et spécifiquement destiné aux plus grands niveaux de résistance aux plus hautes températures sans tenir compte de la ductilité, n'augnentera pas nécessairement la 10 ductilité au niveau des étalons généralement commercialement acceptables aux températures dures. En d®autresterme? la présente invention n'est pas un substitut à l'exercice d'un jugement métallurgique raisonné dans 1'équilibrage de la composition d'alliages pour obtenir un compromis commercialement viable 15 entre résistance et ductilité. Dans les chaudes vierges9 il est avantageux d'inclure un minimum de plus de 0,5 de hafniiam,par exemple., au moins environ 0,7 de hafnium, de manière à obtenir une amélioration significative dans les caractéristiques mécaniques des alliages de coulage. 20 Dans beaucoup d1alliages aptes à être traités en accord avec la présente invention, des déficiences de ductilité paraissent être bien plus favorisées dans les chaudes utilisant le revenu. Si l'on teste dans des conditions induisant un fluage à 760° 0 des lames de turbine usinées faites de chaudes incluant un 25 revenu# il est possible que de tels essais indiquent l'existence de pratiquement aucune ductilité si 18alliage est exempt de hafnium. D'un autre côté» si les chaudes de revenu sont modifiées afin de contenir environ 0,15 f° à environ 1 $ de hafnium, en accord avec la présente invention, on constate que les chaudes 30 comprenant vin revenu fournissant des pièces métalliques cl' une qualité au moins pleinement équivalente à la qualité de pièces métalliques issues de chaudes vierges. On n'explique pas complètement les facteurs impliqués dans l'application de la présente invention au sujet de 35 l'amélioration de la qualité d'une pièce métallique issue de chaudes à revenu.On pense cependant que l'usage mal à propos du revenu introduit certains types d'impuretés indésirables dans le métal en quantités très petites, indétectables par analyse. Apparemment» le hafnium à la propriété, soit de se combiner avec 40 de telles impuretés et de les éliminer, soit de modifier 13469 6 2007199 1'équilibre métallurgique des alliages de telle façon à rendre l'alliage moins sensible aux impuretés. . Indifférente au mécanisme par lequel elle opère„ l'invention appliquée à des chaudes de revenu afin d'y inclure 5 de petites quantités de hafnium5 montre que les caractéristiques de telles chaudes de revenu peuvent être rendues substantiellement équivalentesj sinon meilleures , aux caractéristiques des chaudes vierges d'à peu près le même alliage. les compositionsen pourcentages en poids de quelques 10 alliages à base de nickel auxquels la présente invention est applicable sont répertoriées âaas le tableau I TABLEAU I 15 20 A B 0 D E G 0«15 0.10 0.15 0.12 0.18 Or 9.0 8®0 9.0 12.5 10.0 Go 10.0 10.0 10.0 — 15.0 V 1090 12.5 — Ho 2.5 6.0 4.2 " 3.0 Ta 1.5 4.25 — — ■on Ti 1.5 no 2.0 0.8 4.7 Al 5.5 6.0 5.0 6.1 5.5 B 0.015 0.015 0.015 0.012 0.014 Zr 0i05 0.10 0,05 0.10 0.06 0b ? I :: 1.0 2.0 1.0 Mi equil. equil. equil. equil. equil. 25 S"i equil. Oa doit o'oserFsr que les compositions répertoriées au tableau I sont les compositions normalesqçele pourcentage de chaque élément présent peut être modifié en plus ou en moins 30 d'environ 10 % de la quantité spécifiée. Les alliages peuvent aussi contenir jusqu'à environ 2 % (en poids) en toub dséléments accessoires tels que manganèse9 silicium^ fers etc.« Les éléments non métalliques tels que soufre9oxygène et azote et les métaux délétères comme le plomb9 55 le bismuth, l'arsenic ste.. sont maintenus au taux le plus bas possible compatible suivant la bonne règle commerciale - Tous les alliages du tableau I et les alliages de la présente invention sont avantageusement préparés par la fusion sous vide et la coulée toujours sous vide dans des moules, ayant la forme de pièces 40 de métal de turbine à gaa« On remarquera dans le tableau I- que les 69 13469 7. 2007199 alliages traités avantageusement en accord avec l'invention par inclusion de - hafnium, afin de fournir une pièce métallique avantageuse de moteur à turbine à gaz pour étage chaud, tombent à l'intérieur de l'intervalle de composition, en pourcentage 5 pondéral, comme noté dans le tableau II. TABLEAU II C 0.02 $ ~ 0.20 Ti 0.5 $> - 6 $> Cr 7 # - 13 # Al 4 * - 7 # Co jusqu'à. 35 f> B 0.002 % - 0.02 fo 10 W jusqu'à 14 f> Zr 0.01 £ - 0.15 f> Mo- jusqu'à 8 f> Cb jusqu'à 3 fo Ta jusqu'à 6 f> V jusqu'à 1.5 # Ni - équilibre essentiellement (pas moins d'environ 36 f>) . L'addition de hafnium ou, avantageusement, la substitution de 15 hafnium en quantité d'environ 0,15 f> ou môme 4 f> en poids dans les compositions équilibrées d'alliages dans l'intervalle noté au tableau II améliore la ductilité de l'alliage et particulièrement dans la région autour de 760° C sans affecter défavorablement les autres caractéristiques mécaniques des alliages. L'addition de 20 hafnium à l'alliage se fait sans difficulté après desoxydâtion, puis l'alliage modifié est traité exactement comme il l'eut été si aucune modification n'avait été faite. On peut équilibrer spécialement des alliages à l'intérieur de l'intervalle du tableau II en tenant compte des 25 éléments tantale et tungstène (quand le tungstène est présent) en maintenant la quantité de tungstène en excès à environ 8 f> en poids et la somme du tungstène et du tantale en-dessous d'environ 13 f° ou môme 10 f> en poids. La présente invention s'étend spécialement aux nouvelles compositions d'alliages réfractaires (en pourcentages 30 pondéraux dans le tableau III). TABLEAU III Alliage 1 Alliage 2 C 0.10 fo - 0.18 % 0.03 * - 0.13 fo Cr 7 $> - 11 % 7 f> - 10 f> 35 Ce 6 90 - 13 % 6 $> - 13 1° W 8 $> - 12 % jusqu'à 2 f> Ho 2$ - 3 & 4 35 - 8 fo Ta jusqu'à 3 f> 2.5 t - 4.5 1" Ti 1 f> - 2 f> 0.5 f> - 1.5 fo 40 Al 5 f> - 6 f> 5.5 fo - 6.5 fo 69 13469 8 2007199 Alliage 1 B 0.004 f? - 0.02 fo Zr 0,02 fo - 0.2 fo H£ 0.15 fo - 4 fo Ni Equilibre principalement TABLEAU III (suite) Alliage 2 0.004 - 0.02 f> 0.02 fo - 0.20 fo 0.15 f» - 4 fo Equilibre principalement Les alliages 1 et 2 répertoriés au tableau III ont été fondus et coulés sous vide pour fournir des barres échantillon^, une pièce métallique coulée à la dimension et des échantillons 10 au hasard pour analyse chimique. Des échantillons comparables ont été préparés à partir des alliages A et B du tableau I qui» excepté pour le hafnium, sont respectivement et pour l'essentiel semblables aux alliages 1 et 2. Dans les tableaux suivantss les exemples 1-1„ 1-2... etcr représentent des échantillons divers 15 de l'alliage 1 et les exemples 2-1, 2-2... etc, des échantillons divers de l'alliage 2 (voir tableau X). Les résultats du tableau IV montrent les caractéristiques de l'alliage 2 en opposition à l'alliage B quaiid les échantillons d'essai coulés à la dimension sont soumis à des 20 essais normalisés de traction à température ambiante. De façon à s'approcher de l'habitude commerciale, tous les tests répertoriés aux tableaux IV et VIII ont été faits sur des échantillons fondus et coulés sous vide, soumis à un traitement thermique à 1080"© pendant quatre heures , puis 25 maintenus dix heures à 900°0 ; TABLEAU IV Numéro fo Hf à à d'échan- Nominal température température tillon ambiante 0 ambiante UTS*(kg/mm ) YS*fkg/mm2') Allongement 30 Alliage B 2 - 1 2-2 2-3 0,5 1 1 f 5 94,0 91,3 93,2 110,0 70.7 76,0 79,5 79.8 8,0 8,5 6,0 14,0 35 UTS - Résistance limite à la traction en kg par millimètre carré . YS - Résistance au fléchissement (0,2 fo de décalage) en kg par mm. Le tableau V montre les caractéristiques de fluage des alliages B et 2 montrées quand des échantillons standards coulés à la dimension sont essayés à 760° 0 sous une charge de 66,1 kg/mm^. 69 13469 9. 2007199 TABLEAU 7 Numéro de (Nominal) Fiabilité de Fluage initial 11 échantillon rupture (heures) Alliage B 0 48 1,9 5 2 - 1 0,5 58,3 2,9 2=2 1,0 86,0 4,27 2-3 1,5 130,6 6,39 * Le fluage initial indique le fluage mesuré par des extensomètres à cadran durant deux heures avant cassure. 10 Les données des tableaux IV et V montrent que les caractéristiques mécaniques de l'alliage A et de l'alliage 2 sont au moins équivalentes, sauf celles à 760° C. Les alliages contenant du hafnium montrent une plus grande ductibilité dans des conditions produisant tui fluage et une augmentation substantielle 15 de fiabilité de rupture. La figure 1 montre, sous forme graphique, les caractéristiques à la traction de l'alliage B et de l'alliage 2 (exemple 2-6) dans l'intervalle de température allant de la température ambiante à environ 980° C. Si l'on s'y réfère, maintenant, les courbes 11, 13 20 et 14 montrent respectivement la résistance extrême à la traction^ la résistance à la flexion et le pourcentage d'allongement de l'alliage B. La figure 1 montre une amélioration de la ductilité fournie par l'inclusion de 1,5 °f° de hafnium. dans l'alliage 2-6, comme l'indique l'amélioration en pourcentage de l'allongement. 25 Des données supplémentaires de traction à 760° C. pour les deux exemples 2-1 et 2-3 montrent 9 % d'allongement, ce qui indique une excellente ductilité aux températures élevées. Les figures 2, 2A, 3 et 3A sont des reproductions de microphotographies d'alliages dans le cadre et hors du cadre 30 de l'invention présente. Chacune de ces vues montre l'alliage.tel qu'il apparaît à un grossissement d'environ 500 après polissage suivi d'un décapage dans un décapant fait en ajoutant 20 car 3 3 d'acide fluorhydrique et 20 cm d'acide nitrique à 60 cm de glycerol. La figure 2 montre l'alliage B et la figure 2A montre un 35 alliage de l'invention composé essentiellement comme l'alliage B plus 1,5 i° de hafnium ajouté à la place et à un pourcentage pondéral de nickel. On doit noter que les phases carbure du type décrit visibles figure 2 n'apparaissent pas à la figure 2A, Bien plus, dans la figure 2A apparaît bien plus de phase "gamma prime" 40 principale que dans, la figure 2» On peut observer la même situation 13469 10 2007199 e.u égard à la phase primaire !Sgamma prime" en comparant les figures 3 et 5A« Ces figures illustrent les microstructures de l'alliage A et d'un alliage de la présente invention (exemple 1-3) identique à l'alliage A sauf que 3»3 f° de hafnium substituent tout le tantale 5 et une partie du nickel (en tout 3,3 $.en poids) .de l'alliage A. Les caractéristiques de ductilité des chaudes de l'alliage B incluant un revenu et d'alliages similaires de la présente invention contenant du hafnium sont montrées dans les tableaux VI et VU .et mises en évidence dans la figure 4o Les données des 10 tableaux VI et VII mises en évidence dans la figure 4 ont été obtenues en testant des échantillons usinés à partir de lames de turbines* Comme il a été mentionné ci-dessus, de tels exemples de tests sont maintenant utilisés pour fournir une indication très sensible de la ductilité de la pièce métallique fabriquée. Le 15 tableau VI contient les résultats de traction à température ambiante, le tableau VII contient les résultats de rupture par fluage obtenus A à 760° 0 sous une charge de 59,8 kg/mm et la figure 4 montre les courbes de fluage pour l'alliage B et l'exemple 2-1. TABLEAU VI 20 ïïuméro de fo Hf ' échantii i on (nominal) à température ambiante 0 UTS (kg/mm ) a température ambiante YS (k«/mm2) Allongement fo Alliage B 0 81*6 76.3 3.5 2- — 1 0.5 83.6 75.7 6.0 25 2 - 2 1 86.3 76.3 6.0 2-3 1.5 91.9 76.7 9.5 Le tableau VI montre que l'inclusion de hafnium dans la composition de 13alliage B améliore clairement la ductilité montrée par les échantillons usinés à partir de lames :>C issues de chaudes incluant le revenu® TABLEAU VII îïuméro fo Hf fiabilité fluage initial d'échantillon (nominal) de ^ rupture (heures) - 35 iOliage B 0 13,4 0,42 "2-1 0P5 177,2 3»98 2-2 1 131,8 2,18 2-3 U5 136,9 2.91 Les données du tableau VII, spécialement les 40 données comme celles de l'alliage Bs montrent la perte de ductilité 69 13469 n. 2007199 qui accompagne l'usage de chaudes incluant le revenu et des échantillons usinés à partir de lames coulées. La courbe de fluage pour l'alliage B est indiquée figure 4 des dessins comme courte 17* L'amélioration hautement 5 spectaculaire obtenue par l'inclusion de Op5 de hafnium dans la composition de la chaude incluant le revenu de l'alliage B est mise en évidence par la courbe 16 à la figure 4. La courbe de fluage 16 est la courbe de l'exémple 2-1. Dans ce cas particulier il existe une amélioration de plus de 100 $ dans la fiabilité de rupture 10 et au moins un pourcentage de fluage initial multiplié par 8 obtenus par l'addition de 0^5 en poids de hafnium à la composition de l'alliage B. L'expérience a généralement indiqué que les chaudes incluant le revenu d'alliages de la présente invention contenant du hafnium ont pratiquement les mêmes qualités que les chaudes 15 vierges d'alliages pratiquement équivalents sans hafnium. Les résultats dans le tableau VIII montrent les résultats de la substitution dans l'alliage B d'une partie de tantale par du hafnium. Les résultats sont obtenus sur des barres de test coulées à la dimension. 20 -TABLEAU VIII Numéro # Hf RTUTS* RÎYS* EL.* Rupture Fluage d'échan- (nominal) (kg/mm^) (kg/mm2) m fluage 760°Cinitial tillon 59.8 • * (kg/mm2) —. — (heures) Alliage B 0 94.0 77.1 8.0 - - 2-4 0.5 93.3 76.3 8.0 65.3 2.56 2-5 1 96.7 77.8 11.0 90.5 3.67 2=6 1.5 107.8 78.5 -14.5 101.2 3.64 * RTUTS m Température ambiante IJTS 30 RTYS = Température ambiante YS EL. = Elongation Des résultats semblables obtenus avec des barres d'échantillons coulées à la dimension et traitées à la chaleur en les maintenant à 845° C pendant 50 heures sont montrés dans 35 le tableau IX pour l'alliage A et les alliages semblables de la présente invention. Dans les alliages de la présente invention le hafnium remplace tout le tantale et me partie du nickel jusqu'à un pourcentage pondéral total nickel plus tantale égal au pourcentage pondéral du hafnium. 25 69 13469 12. 2007199 TABLEAU IX Numéro fo Hf RTUTS RTYS d'échan- (nominal) (kg/mm2) (kg/mm2) tillon EL. Rupture m fluage 760°0 ■ * 74.0 kg/ mm 2 Rupture de fluage 980°C 23.9kg/ (heuresI^EL) (gg^.es) Alliage A 0 100.8 90.1 4.3 48 3.75 35 1 - 1 1.5 111.0 95.9 5.0 113.9 9 25.9 1 - 2 2.2 124.1 100.5 7.0 69.9 9.5 18.4 1 - 3 3.3 114.5 101.8 4.0 123.1 9 11.9 10 Le tableau IX montre la possibilité d'application de la présente invention à l'alliage A et» en particulier, . démontre que, alors que des quantités relativement importantes de hafnium peuvent être employées, les améliorations souhaitées pour la ductilité peuvent être atteintes en employant moins de 15 2 % en poids de hafnium. Afin de ■ faire apprécier pleinement la présente invention, les analyses de quelques alliages employés pour l'obteiiion des résultats des essais répertoriés ici sont contenus au tableau X. TABLEAU X 20 Pourcentage en poids Jbi 1-2 2r_1_ 2-2 2=2 2=4 2=£ 2-6 Al 5 s 48 5,70 5,60 5,83 6,03 6,03 6,13 6,06 6,15 B ,017 r017 ,017 0,015 0,018 0,017 0,018 0,015 0,016 0 ,12 ,14 ,14 0,09 0,10 0,10 0,05 0,07 0,07 25 Gr 8,78 8,60 8,55 7,78 7,82 7,73 8,05 7,95 7,98 Co 10,1 10,0 9,85 9,88 9,80 9,78 9,79 9,79 9,72 Mo 2,52 2,47 2,43 6,00 5,77 5,75 6,05 6,10 6,12 Ni eq. eq. eq« eq. eq. eq. eq. eq. eq. Ti 1,50 1,54 1,59 1,08 1,06 1,05 1,03 1,08 1,08 30 W 9,90 9,80 9,55 - - Zr ,12 ,11 ,14 0,09 0,07 0,13 0,13 0,15 0,16 Hf 1,50 2,20 3,30 0,49 1,10 1,40 0,53 1,03 1,55 Ta -, - 4,40 4,27 4,32 3,88 3,25 2,73 On doit comprendre que, dans le procédé de la 35 présente invention,afin de produire des alliages contenant du :aafnium et spécialement dans le traitement de fontes incluant le revenu, le hafnium est ajouté principalement sous la forme élément ou sous la forme d*un composé qui se décomposera dans des conditions d'alliage pour donner le hafnium métallique. 40 Mais le hafnium peut être ajouté sous formef 69 13469 13* 2007199 métallique j, d'un alliage prépondérant en hafnium, ou peut être "bien au moyen de composés contenant du hafnium. intermétallique. Le hafnium sera inclu dans l'alliage moulé un moment après que la fonte ait été raffinée0 comma par bouillonement de carbone, et 5 essentiellement colée pour empêcher la formation de quantités excessives du très stable oxyde de hafnium. Comme il est bien connu de ceux a a fait de la technique, il est hautement intéressant de fondre et de couler les alliages du type de ceux considérés ici sous un vide poussé 10 de manière à empêcher les inclusions dans l'alliage de quantités délètères d'oxygène j, d'azote etc.. Dans certaines conditions, cependant, les alliages considérés ici peuvent être fondus sous atmosphère inerte ou sous couche protectrice ou coulés dans l'air pourvu que l'on prenne les précautions convenables. 15 Alors que la présente invention a été décrite en rapport avec des réalisations avantageuses, on peut envisager des modifications et des variations sans sortir du domaine de l'invention. 69 13469 - 14 - 2007199 RBTODIOAfflONS 1°) Alliage destiné à être mis sous la forme voulue par coulée et étant substantiellement non forgeable, caractérisé par ce qu'il contient du nickel, du chrome, de! l'alu-5 minium, du titane, jusqu'à 6 fo de tantale, avec une phase de type gamma prévue à l'état coulé, avec une addition de 0,1 à 4 f° en poids de hafnium. 2°) Alliage suivant la revendication 1, caractérisé par ce que la quantité dlafnium est comprise entre 10 0,15 et environ 1,5 f°» 3°) Alliage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par ce que l'alliage est une pièce de coulée à chaud sans traitement, la quantité d1hafnium-étant au moins d'environ 0,5 fo9 de préférence d'environ 0,7 fo» 15 4°) Alliage suivant la revendication 1,.2 ou 3» caractérisé par ce qu'il contient en addition du carbone, et un ou plusieurs des éléments choisis parmi le tungstène, le molybdène, le columbium, le vanadium, le zirconium et le "bore. 20 5°) Alliage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par ce qu'il contient, en poids, environ de 0,02 à 0,2 fo de carbone, environ de 7 f> à 13 f> de chrome, jusqu'à environ 35 f° de cobalt, jusqu'à environ 14 $ de tungstène, jusqu'à environ 8 fo de molybdène, environ de 0,5 f> à 6 fo de titane, 25 environ de 4 fo à 7 fo d'aluminium, environ de 0,002 fo à 0,02 fo de bore, environ da 0,01 fo à 0,15 fo de zirconium, jusqu'à environ 3 fo de columbium et jusqu'à environ 1,5 $ de vanadium, le complément étant essentiellement du nickel. 6°) Alliage suivant l'une des revendications 30 précédentes, caractérisé par ce que le montant total de tantale plus tungstène ne dépasse pas 13 fo. 7°) Alliage suivant la revendication 6, caractérisé par ce que le montant de tungstène s'élève à au moins environ 8 fô, 35 8°) Alliage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par ce que le montant de cobalt s'élève Jusqu'à environ 13 fo* 9°) Alliage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par ce qu'il contient, en poids, environ 69 13469 -15 - 2007 T 99 de 0,10 f> à 0,18 # de carbone, environ-de 7 f> à 11 fo de chrome,, environ de h f> h. 13 $ de cobalt, environ de 8 fo à 12 $ de tungstène, environ de 2 f> à 3 $ de molybdène, environ 3 fo de tantale, environ de à 2 f> de titane, environ de 5 f> h. 6 fo d'aluminum, environ 5 de 0,004 # à 0,02 $ de bore, environ de 0,02 fo à 0,2 fo de zirconium et environ de 0,50 fo à 4 % d1 hafnium le reste étant du nickel, 10°) Alliage suivant l'une des revendications i précédentes, caractérisé par ee qu'il contient,en poids, environ de 0,03 f> à 0,13 f de carbone, environ de 7 fo à 10 fo de chrome, 10 environ de 6 fo à 13 f> de cobalt, jusqu'à environ 2 fo de• tungstène, environ de 4 f> à 8 fo de molybdène, environ de 2,5 f> à 4,5'$ de tantale, environ de 0,5 f> à 1,5 ?^ de titane, environ de 5*5 fo à 6,5 f> d'aluminium, environ de 0,004 f> à 0,02 f de bore, environ de 0,02 f> à 0,20 fo de zirconium et environ de 0,50 fo à 4 fo d'hafnixm, 15 le reste étant du nickel, 11°) Alliage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par ce qu'il est un alliage coulé contenant plus d'environ 5 f> en poids d'un alliage précédemment fondu et coulé. 20 12°) Pièce coulée, telle qu'élément de cons truction de turbine, caractérisée par ce que cette pièce est coulée à partir de l'alliage conforme à l'une des revendications de 1 à 10, 13°) Procédé pour réduire les effets défavorables de composants transformés par la chaleur dans un alliage non 25 forgéable contenant du nickel, du chrome, de l'aluminium, du titane et une phase de type gamma prime lorsqu'il est coulé, procédé caractérisé par 1 ' incorporation d Aviron 0,3 fo à 4 f> d'hafnium dans cet alliage avant sa coulée pour neutraliser les effets défavorables d'un revenu à la chaleur ainsi produite, 30 14°) Procédé suivant la revendication 13f caractérisé par ce que l'alliage contient jusqu'à environ 6 fo de tantale. 15°) Procédé suivant la revendication 13 ou 14, caractérisé par ce que l'alliage est maintenu sous vide élevé 35 pendant l'incorporation de Iehafnium. 16°) Procédé suivant la revendication 13, 14 ou 15, caractérisé par ce qu'un élément de construction de turbine à gaz est formé par coulée de l'alliage sous vide à partir de l'état fondu dans des moules ayant essentiellement la forme de l'élément, 40 17°) Procédé pour la production d'éléments 69 13469 ~ 16 - 2007199 de construction de turbines à gaz adaptés pour être utilisés en étant soumis à des températures s'élevant jusqu'à 1040 °C et ayant une ductilité 'améliorée à des températures d'environ de 760°C à 970°Cr procédé caractérisé par coulée d'un alliage conforme aux 5 revendications 1 à 10 sous vide^ à partir de l'état fondu dans des moules ayant la forme de 11 élément de turbine.