Brevet FR2067082A1 — publié le 19710813

La présente invention concerne des alliages de laiton- a-ss, en particulier un procédé pour améliorer la résistance de ces alliages au dézingage, plus spécialement lorsque ces alliages sont utilisés comme raccords pour canalisations å'eau. Les laitons -, c'est-à-dire des alliages/de cuivre contenant au moins 39 Xo de zinc ont été utilisés pendant très longtemps comme raccords pour eanalisations d'eau et installations analogues, principalement à canuse de leur aptitude à entre travaillés à chaud, ce qui facilite grandement leur réalisation par des procédés comme L'étampage à chaud.Ces alliages ont l'inconvénient entre sujets au dézingage par suite d'une attaque corrosive par l'eau, non seulement dans des installations hydrauliques, mais également dans les domaines des échangeurs de chaleur et des installations navales. Avec certaines eaux agressives, le dézingage peut se produire sous forme d'une détérioration progressive de l'alliage dans une couche d'une épaisseur toujours croissante jusqu'a' ce que le raccord soit suffisamment affaibli du point de vue mécanique pour se rompre facilement, ou bien le dézingage peut se produire localement sous forme de "bouchons" qui pénètrent rapidement dans la paroi du raccord de manière à provoquer des fuites et une défaillance prématurée. te dézingage est amorcé par l'attaque/de la phase P de 11 alliage qui est moins résistante à cause de sa plus faible teneur en cuivre. te dé zingage peut également se développer dans des raccords ensevelis dans certains types de sol. La présente invention a pour objet un traitement par lequel cette forme sélective d'attaque de la microstructure de 11 alliage est évitée par un barrage convenable. Selon la présente invention, un objet réalisé en laiton a-ss ayant une meilleure résistance au dé zingage est caractérisé par le fait qu'il présente une surface consistant en une couche sensiblement non poreuse d'une épaisseur d'au moins 0,025 mm de la phase a produite par évaporation thermique du zinc à partir de ladite surface. La phase a n'est pas facilement dézinguée et la mince couche de la phase x constitue un barrage entre le milieu agressif et la phase ss sous-jacente. Toutefois, il est essentiel que la couche formée par la phase a soit sensiblement non poreuse, étant donné que la porosité réduit considérablement l'efficacité du barrage. B'-objet en laiton c-P sous sa forme façonnée finale est soumis à un traitement thermique réglé avec soin qui favorise I'élimination du zinc de la surface. Bien que l'invention soit applicable au zinc a-ss-simple comme celui ayant la composition 60Cu/40Zn, il est-avantageux que l'alliage contienne une très faible quantité d'arsenic ou d'un autre élément analogue ou bien une combinaison de ces éléments qui améliore la résistance au dézingage de la couche superficielle formée par la phase a pendant le traitement thermique. Cet élément ou ces éléments sont utiles dans la présent invention du fait qu'ils permettent à la couche superficielie- formée dtune seule phase de mieux résister à l'attaque des eaux très agressives qu'en leur absence. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'alliage contient par conséquent un ou plusieurs inhibiteurs de corrosion de la phase a. te zinc présente une volatilité marquée à des températures supérieures à 4500C et il convient de noter que cette volatilité ainsi que ltélimination du zinc de la surface sont normalement considérées comme étant des difficultés dans les opérations de traitement thermique qui sont généralement effectuées pendant la fabrication des laitons. En effet, on y remédie habituellement en conduisant les opérations de traitement thermique dans une atmosphère qui provoque une légère oxydation superficielle pour former une pellicule d'oxyde limitant l'évaporation du zinc.Aux-fins de la présente invention, on tire profit dictes difficultés et on choisit les atmosphères de traitement thermique de manière- qulelles favorisent l'élimination du zinc.- la vitesSe d'évaporation dépend d'un certain nombre de facteurs, comme la température, liétat d'oxydation de la surface, la nature, la densité et la pression de liatmosphère environnante si lton en utilise une, la vitesse de diffusion des molécules évaporées à partir de la surface, la vitesse de diffusion du zinc dans le laiton, etc. La vitesse d'évaporation et la vitesse de diffusion du zinc déterminent à leur tour ltépaisseur de la couche dénudée.De nombreux types d'atmosphères différentes conviennent, par exemple toute atmosphère inerte ou réductrice, telle que l'argon, l'azote, l'oxyde de carbone, l'hydrogène, le méthanol et des mélanges contenant ces éléments ou bien, selon une variante, le traitement thermique peut étre effectué sous vide. La gamme de températures dans laquelle le procédé peut entre utilisé s'étend d'environ 4500C jusqu'à une température proche du point de fusion de l'alliage,mais à cause de certains facteurs économiques et métallurgiques d'une part, elle est limitée par une extrQme lenteur aux températures inférieures autre une Pcroissance des grains et une porosité excessives de la couche formée par la phase a aux températures supérieures. La gamme recommandée de températures est comprise entre 4500 et 8500C et la durée convenable du traitement dépend de la température utilisée. La température et la durée sont interdépendantes, mais la combinaison est déterminée de façon à obtenir une zone superficielle a d'une épaisseur suffisante pour éviter un dézingage de la structure sous-jacente a-ss. Une zone a assez mince est apparemment très efficace et avec un laiton ayant la composition suivante : 56,6-60,0 ffi de cuivre, 1,0-2,5 % de plomb, le reste étant du zinc, il suffit d'une zone superficielle a d'une épaisseur ne dépassant pas 0,05 mm. On peut obtenir des zones débarrassées du zinc de tout ordre par un traitement dans l'ammoniac craqué pendant deux heures à une température comprise entre 6000 et 8000 C. Une matière ainsi traitée sous forme extrudée ou étampée a été essayée quant à sa résistance au dézingage dans de lteaidure synthétique et on a comparé son comportement avec celui d'une matière non traitée dans le même milieu. On a essayé les échantillons pendant quatre semaines dans de l'eau contenant 50 parties par million de carbonate de calcium et 100 parties par million de chlorure de sodium à un pH de 8,8. L'essai a été effectué à 900 o, l'eau étant changée toutes les semaines. A la fin de l'essai, on a examiné les échantillons visuellement et métallographiquement et on a mesuré la profondeur maximale du dézingage. tes résultats sont donnés sur le tableau suivant Matière non traitée Profondeur maximale du dézingaçe (mm) Tige extrudée 0,69 Produit étampé 0,85 Matière traitée Tige extrudée Néant Produit étampé Néant tes résultats montrent qu'on peut éviter le dézingage dans 13s conditions expérimentales utilisées pour le traitement donné. Bien qu'une couche de 0,OQ5 mm soit suffisante pour éviter le début du dézingage, des objets comme des raccords de plomberie peuvent subir en service des dommages mécaniques, teLs qu'un éraflement, qui auraient pour effet de mettre à découvert la structure sousjacente a-ss. A des fins pratiques, dans les applications de ce genre, il est souhaitable d'obtenir une couche plus épaisse de la zone superficielle a, c'est-à-dire de 0,127 mm,et on peut l'obtenir en augmentant la durée d'exposition à l'atmosphère de traitement thermique. On donne ci-après des exemples de traitements dans diverses atmosphères pendant diverses périodes de temps Durée d'exposition/ épaisseur de la couche a Température Atmosphère OC 1 heure 2 heures 4 heures 8 heures Hydrogène 600 0,0012 0,0016 0,0016 0,0028 Ammoniac craqué 800 0,0033 0,0033 0,0045 0,0053 Azote 800 0,0061 0,0082 0,0100 0,0144 La présente invention fournit un procédé peu cofteux pouvant facilement s'appliquer à une production en série.Des raccords de plomberie destinés à entre utilisés pour des canalisations d'eau eonstituent un domaine dans lequel l'invention convient particulièrement bien, étant donné que le problème posé par le dézingage est être devenu récemment de plus en plus aigu et qu'il peut /éventueliement de ,de remplacer nécessaire / les raccords classiques en laiton par d'autres plus résistants à la corrosion et plus coateux. Des raccords présentant une zone superficielle formée par la phase a sont considérablement plus résistants au dézingage produit par un contact avec certains types de sols Lorsqu'iLs sont utilisés dans des installations souterraines. La présente invention a ainsi l'avantage d'étendre l'utilité des raccords classiques peu coateux actuellement utilisés de façon courante. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et est susceptible de recevoir diverses variantes entrent dans le cadre et l'esprit de l'invention. - - REVENDICATION - Objet en laiton a-P, caractérisé en ce-qu'il-présente une surface constituée par une couche sensiblement non poreuse- d'une épaisseur d'au moins 0,025 mm de la phase 'a produite par évaporation thermique du zinc à partir de ladite surface. 2. Objet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laiton a,P contient un ou plusieurs inhibiteurs -de corrosion. 3. Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'inhibiteur de corrosion est l2-arsenic. 4. Procédé de production d'un objet selon la revendication 1, caractérisé en ce que objet, sous sa forme façonnée finale, est soumis à un traitement thermique réglé qui favorise 11 élimination du zinc de la surface de objet 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que 11 objet est chauffé à une température comprise entre 4500 et 8500C dans une atmosphère inerte ou réductrice pendant une période de temps suffisante pour former une couche de la phase a d'une- épaisseur d'au moins 0,25 mu sur la surface de l'objet par évaporation thermique du zinc. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'objet est chauffé à une température comprise entre 6000 et 8000C dans une atmosphère d'ammoniac traité, dthydrogène ou d'azote. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'objet est chauffé dans une atmosphère d'azote à une température de 8000C pendant 1 à 8 heures. 8. Raccord de plomberie-en laiton a-a à utiliser au contact de l'eau, caractérisé en ce que l'eau vient au moins en contact avec une surface formée d'une couche sensiblement non poreuse de la phase a d'une épaisseur d'au moins 0,127 mm,produite par évaporation thermique du zinc à partir de la surface.