Brevet FR2081632A1 — publié le 19711210

i 2081632 On connaît, sous la marque "Mumetal", des alliages de nickel qui sont très utilisés dans des applications électriques en raison de leurs caractéristiques magnétiques supérieures. Ces alliages sont des combinaisons de nickel, chrome, cuivre et fer. 5 Certains de ces alliages "Mumetal" , disponibles sur le marché, contiennent de plus, de l'aluminium, titane, phosphore et soufre, bien qu'il soit reconnu que des quantités exagérées de ces corps soient la cause d'altérations nuisibles de ces caractéristiques magnétiques. 10 La demanderesse a découvert que des alliages contenant nickel, chrome, cuivre et fer peuvent être élaborés pour assurer des caractéristiques électriques sensiblement améliorées, par dosage soigné des proportions relatives de nickel et de chrome et par maintien de la proportion de soufre au-dessous d'une 15 valeur critique qui est de 0,003 %. Ces alliages selon l'invention contiennent, approximativement, 75 à 80 % de nickel, 1,75 à 3,5 % de chrome, 3 à 7 % de cuivre et moins de 0,003 % de soufre, de préférence moins de 0,002 %, le reste étant du fer. Mais, de plus, les proportions de nickel et de chrome ,sont soigneusement maintenues 20 dans un rapport respectif. L'extrême importance de la proportion relative de ces deux éléments peut être constatée à l'examen des tableaux qui suivent et qui donnent les caractéristiques d'alliages contenant ces éléments selon les proportions données ci-dessus, et de plus (l)non dosés selon l'invention, ou (2) 25 ayant des excédents en soufre relativement à la proportion critique de 0,003 %- Une série de chaudes d'essai, ayant les compositions indiquées au tableau 1, ont été préparées et conformées en bandes de 35/100 mm d'épaisseur. Les caractéristiques magnétiques avan-30 tageuses sont obtenues par recuit à température élevée, suivi d'un refroidissement contrôlé de 38 à 538°C/h environ. Les compositions et perméabilités, en courant continu, de ces alliages sont indiquées sur le tableau I qui suit. 71 07151 2 2081632 Chaude nc Ni Tableau i. Cr % CU $ S Fe 100 gauss perméabilité en courant continu 10 81618 81383 8824 81990 76,2 76,2 76,7 77,4 2,46 2,75 2,61 2,28 5,08 5,55 5> 00 4,80 0,005 0,006 0,003 0, 002 fe'réste tr 11 x échantillon ayant une épaisseur de 1,3 mm. I I I I I 87.700 86.200 87.000 50,000 3E La perméabilité de ces alliages du tableau II peut être comparée avec d'autres, dont les composants rentrent dans 15 les limites numériques des spécifications de l'invention, les proportions de nickel et de chrome étant alors soigneusement dosées en rapport mutuel, et le contenu en soufre étant inférieur à 0,003 %. Ces dernières chaudes, dont les données sont indiquées au tableaull, sont préparées de manière identique 20 en bandes recuites de 35/IOO mm d'épaisseur. 25 Tableau H. 100 gauss Chaude n° % Ni % Cr- % Cu % Si % Fe perméabilité en courant continu 82109 76,9 2,75 4,90 0,0017 le reste I38.8OO 82110 76,8 2,73 ' 5>00 0,0007 tt I38.8OO - 82111 77,8 3,04 ■ 4,12 0,0013 tt 121.900 82112 78,0 3,10 3,00 0,0012 131.500 82113 78,0 3,10 3,05 0,0007 n 130.000 82114 76,9 3,05 3,85 0, 0010 tt 130.000 30 35 II apparaît clairement à la comparaison des carac téristiques données sur les tableaux I et H, que le maintien du dosage équilibré entre le. nickel et le chrome, et de plus, en respectant la faible limite critique de proportion de soufre, 71 07151 3 2081632 que la perméabilité de l'alliage peut être améliorée depuis moins de 90.000 à plus de 130.000. Dans tous ces exemples, la perméabilité, au courant électrique, en centaines de gauss, dépasse 120.000. Ceci représente une amélioration sensible 5 des caractéristiques électriques avantageuses de l'alliage réalisé, i® trois premières chaudes du tableau 1 ont des proportions de nickel et de chrome bien équilibrées, mais la proportion de soufre est 0,003 % °u supérieure. Il est remarquable, sur ce point, que la proportion de 0,003 % de soufre 10 dans la chaude 8824 est trop élevée et que la perméabilité est sensiblement inférieure à celle des alliages dans lesquels la proportion de soufre est moindre, comme dans le cas du tableau H. La chaude 81990 du tableau I comporte la faible proportion requise de soufre;, c'est-à-dire 0,002 %, mais les proportions 15 de nickel et de chrome ne sont pas convenablement équilibrées, et de ce fait la perméabilité est réduite. Pour chaque taux de nickel compris entre 75 et 80 30 Tableau HT. % Ni % Cr -*** , % Cu % Pe 75,0 2,05 7,0 le reste 75,5 2,30 6,5 Tt 76,0 2,50 5,5 Tt 76,8 2,75 5,0 tr 77,1 2,90 4,5 ft 77,5 3,10 4,0 !f 78,0 3,30 3,5 tt 71 07151 2081632 4 Les lignes A et B du dessin délimitent la zone dans laquelle les compositions de nickel et de chrome, convenablement dosées y sont réalisées. La ligne C représente le dosage mutuel équilibré de ces éléments, bien que la zone délimitée entre les 5 lignes A et B donne des proportions relatives de nickel et de chrome assurant d'excellentes propriétés. La demanderesse a découvert qu'une proportion de cuivre comprise entre 3 et 7 % n'affecte pas les caractéristiques de l'alliage autant que celles de nickel et de chrome. Cependant, 10 il est avantageux, afin d'améliorer encore les caractéristiques de l'alliage, de relier la proportion de cuivre à celles du nickel et du chrome, comme indiqué sur le graphique annexé. Ainsi par exemple, avec 2,80 % de chrome ( ligne de), la proportion de nickel peut être comprise entre 76,15 (point e) et 77,05 % 15 (point o). Pour réaliser lès caractéristiques optimales, à 2,80 % de chrome et 76,15 % de nickel, la proportion du nickel doit être comprise entre 4,75 % (ligne de) et 6,2 % (point _ç). Pour 2,80 # de chrome et 77,05 % de nickel, la proportion de cuivre doit être comprise entre 4,75 % (ligne de) et 3,3 % (point_f). 20 Les proportions préférées de nickel et de cuivre pour 2,80 % de Cz (point _g) doivent être de 76,85 % de nickel (ligne mn) et environ 4,0 % de cuivre (point m) à environ 5,5 % de cuivre (point n). Les alliages de l'invention peuvent de plus contenir certains autres éléments qui ne modifient pas nuisiblement les 25 caractéristiques magnétiques élevées recherchées. Parmi ces éléments on peut citer le manganèse, le silicium et le carbone. Une proportion inférieure à 1,5 % de manganèse a été trouvée acceptable, les caractéristiques magnétiques n'étant pas affectées. De même le silicium peut être 30 inclus jusqu' à 1, 0 % et le carbone jusqu'à 0,05 %- Cependant, de manière générale, les impuretés doivent rester à un niveau aussi faible que possible. Ce résultat peut être obtenu avantageusement par fusion sous vide de l'alliage, ce qui réduit grandement les risques d'altération. D'autres techniques de fusion telles qu'une 35 seconde fusion à électrodes consommables, ou seconde fusion électrique sous laitier peuvent également être utilisées avec avantage du fait de leurs possibilités de puuvoir contrôler le taux des impuretés. 71 07151 5 2081632 tage du fait de leurs possibilités de pouvoir contrôler le taux des impuretés. Il est évident que des variantes et modifications peuvent être apportées aux dispositions décrites, qui ne sont données qu'a titre d1exemples non limitatife. 71 07151 6 2081632 REVENDICATIONS 1. Alliage, caractérisé essentiellement en ce qu'il 5 contient environ 75 à 80 % de nickel, 1,75 à 3,5 % de chrome, 3 à 7 % de cuivre, moins de 0,003 $ de soufre , le reste étant essentiellement du fer, et les proportions de nickel et de chrome sont déterminées, dans leurs limites respectives, de manière à être comprises dans la zone délimitée à l'intérieur des deux 10 lignes A et B du graphique annexé. 2. Alliage selon la revendication \ dans lequel les proportions de nickel, de chrome et de cuivre sont déterminées, dans leurs limites respectives, de manière à être comprises entre les lignes A et B du graphique annexé* 15 3- Alliage selon la revendication ], dans lequel la proportion de soufre est inférieure à 0,002 4. Alliage selon la revendication 1, dans lequel, après recuit entre 1093 et 1204°C et refroidissement au taux de 38 à 538°C/heure, la perméabilité en centaines de gauss, 20 sous courant continu, est supérieure à 120.000.