Brevet FR2174068A1 — publié le 19731012

La présente invention se rapporte d'une maniere générale à des alliages à base de fer, à base de cobalt et à base de nickel et plus particulièrement à de nouveaux alliages eutectiques comportant des matrices constituées par ces alliages et renforcées par une phase fibreuse contenant des fibres alignées de monocarbure métallique s'étendant de manière continue dans tout l'alliage. Cette invention se rapporte aussi à un nouveau procédé de fabrica-tion de ces nouveaux alliages eutectiques. Dans des réalisations particulières de l'invention, on peut utiliser ces alliages sous forme de pièces de coulée à solidification directionnelle pour former des composants de moteur à turbine à gaz. Depuis l'apparition du moteur à réaction, on a sans cesse exigé de meilleures qualités physiques et chimiques pour les matériaux de construction des composants des étages-chauds de turbines à gaz, car les améliorations des performances de réacteurs d'avions nécessitent de fortes augmentations de la température de fonctionnement. Pendant longtemps, on a utilisé des alliages à base de nickel et des alliages à base de cobalt comme matériaux principaux résistant à haute température pour la fabrication des aubes et ailettes de moteurs à réaction. Les besoins croissants en matériaux résistant à des températures encore plus élevées ont, cependant, montré la limite virtuelle des possibilités alliantes des systèmes à base de nickel et à base de cobalt et ont conduit à des recherches pour mettre au point des matériaux composites.Tandis que le renforcement par dispersion des alliages à base de nickel et à base de cobalt n'a pas tenu ses promesses, la solidification directionnelle d'alliages eutectiques pséudobinaires tels que Ni3Al. Ni3Cb a amélioré quelque peu les propriétés mécaniques à haute température (Thompson et Lemkey, Trans. ASM Vol 62, page 140,1969). On a obtenu des propriétés analogues pour le système Ni-CbC (Lemkey et Thompson Metal Trans., Vol 2, page 1537, juin 197I) dans lequel le corps solidifié de façon directionnelle comporte une matrice relativement ductile renforcée par une r-hase de fibres alignées. En fait, on a utilisé alliage eutectique précédent pour fabriquer des ailettes de turbine à gaz, les phases respectives dans ces produits eutectiques étant alignées pour augmenter les propriétés physiques dans la direction voulue. Les limitations imposées par l'alliage eutectique pseudo binaire simple aux propriétés des produits composites solidifiés de façon directionnelle n'ont pu être évitées tant qu'on ne s'est pas aperçu que ces eutectiques métal-monocarbure pouvaient supporter des additions d'éléments alliants jusqu'à et même lXgerement au-delà du point ou la matrice se comporte comme un alliage résistant à haute température, c'est-à-dire, un alliage caractérisé par des additions délibérees de quantités notables de nickel comme stabilisateurs d'austénite, de chrome pour ameliorer la résistance à la température élevée environnante et des additions facultatives et au choix de cobalt, aluminium, molybdène, tungstène, niobium, tantale, titane et yttrium pour obtenir une possibilité de durcissement structural, une meilleure cohésion de la solution solide de la matrice ou les deux. Dans ces alliages, on a en outre trouvé qu'on pouvait obtenir des fibres de monocarbure de renforcement à partir de tantale, titane, niobium, zirconium, hafnium et vanadium, et par combinaisons de deux ou plus de ces éléments avec du carbone. On introduit dans ces alliages du carbone en quantité suffisante pour servir de source de monocarbure métallique, plus une quantité en équilibre avec le monocarbure en solution dans la matrice de l'alliage. En plus et c'est très important, on a trouvé qu'on pouvait obtenir de façon notable des produits de coulée en alliage eutectique de monocarbure solidifié de façon directionnelle et ayant une structure homogène. Par conséquent, par une détermination critique de la composition de la masse fondue de coulée, on peut suivant l'invention réaliser des produits de coulée solidifiés de façon directionnelle dans lesquels du monocarbure de structure fibreuse s'étend de façon continue d'une extrémité à l'autre d'un corps coulé. On peut ainsi éviter d'ébarber le produit de coulée pour en éliminer les parties non fibreuses sansréduire la qualité du produit ou en augmenter le prix.De plus, OI1 peut obtenir ce résultat dans des produits de coulée de formes et de dimensions variées, l'aptitude à la formation d'une phase fibreuse continue étant indépendante des dimensions et de la forme du produit de coulée. Cette invention concernant le procédé et le produit obtenu est basée sur deux nouveaux concepts. En premier lieu, on a trouvé qu'on pouvait supprimer des limitations techniques telles que la lloxydation et corrosion à chaud tout en maintenant les effets de renforcement des fibres de monocarbure métallique en ajoutant des éléments alliants en quantités équivalentes et même supérieures à celles des alliages classiques. En second lieu, on a trouvé qu'on pouvait former la phase de renforcement de fibres de monocarbure métallique de sorte qu'elle ait la même étendue qu'une pièce coulée solidifiée de façon directionnelle en réalisant un bain de coulée contenant des quantités des constituants du monocarbure correspondant à la teneur en monocarbure de l'eutectique. Par conséquent, de manière très générale, l'invention comporte la préparation d'une masse fondue de coulée en alliages à base de fer, à base de cobalt ou à base de nickel contenant, outre la matrice de l'alliage, les constituants du monocarbure de métal en quantités correspondant à la teneur en monocarbure de l'eutectique, et la solidification directionnelle de la masse fondue à la vitesse d'au moins 6,2 mm/heure. La détermination des quantités des constituants du monocarbure à utiliser dans le bain de coulée suivant l'invention peut être faite expérimentalement, comme on le décrira dans la suite. De même, d'une manière très générale, on obtient suivant l'invention, une pièce coulée de nature eutectique, composite et alignée comportant une matrice en alliage à base de fer, de nickel ou de cobalt, et une phase fibreuse de monocarbure de métal incorporée à la matrice et assurant le renforcement du produit coulé. La phase fibreuse contient essentiellement des fibres de monocarbure de métal alignées s'étendant de façon continue d'une ex trémité à l'autre de la pièce coulée. (a) Alliages à base de fer. Suivant l'invention, le bain de coulée est constitué par des alliages à base de fer ayant une structure cristalline cubique à faces centrées et contenant au moins 10,0% de chrome et 5 à 14,0% de métaux formant du monocarbure et 0,2 à 0,6% de carbone. Ce bain peut aussi contenir des quantités notables d'autres métaux Cobalt trace jusqu'à 20,0% Molybdène trace jusqu'à 5,0% Aluminium trace jusqu'à 8,0% Titane trace jusqu'à 5,0% Yttrium trace jusqu'à 1,0% Tungstène trace jusqu'à 5,0%. (b) Alliages à base de cobalt. Suivant l'invention, le bain de coulée est constitué par des superalliages à base de cobalt contenant 10,0 à 16,0% de chrome, 5 à 14,0% de métaux formant du monocarbure et 0,4 à 0,9% de carbone. Le bain, comme précédemment, peut contenir des quantités notables d'autres métaux Nickel trace jusqu'à 16,0% Molybdène trace jusqu'à 6,5% Aluminium trace jusqu'à 4,0% Tungstène trace jusqu'd 6,5% Fer trace jusqu'à 1,0% Titane trace jusqu'à 1,0% Yttrium trace jusqu'à 1,0%. (c) Alliages à base de nickel. Suivant l'invention, le bain de coulée est constitué par des alliages à base de nickel contenant au moins 5,0% de chrome, 5 à 13,5% de métaux formant du monocarbure et 0,2 à 0,6% de carbone. Comme précédemment, le bain peut aussi contenir des quantités notables d'autres métaux Cobalt trace jusqu'à 15,0% Molybdène trace jusqu'à 5,0% Aluminium trace jusqu'à 7,0% Tungstène trace jusqu'à 6,0% Fer trace jusqu'à 10,0% Titane trace jusqu'à 1,0% Yttrium trace jusqu'à 1,0%. La fraction en volume de fibres de monocarbure métallique dans une pièce coulée en eutectique composite suivant l'invention dépend des types et des quantités des constituants choisis de l'alliage tels que l'aluminium. En outre, la teneur en monocarbure de métal de 1 'eutectique fibreux est déterminée par la composition totale, et en particulier par les influences complexes des constituants de l'alliage sur la composition de l'eutectique. Pour ces raisons, il est nécessaire de déterminer de façon assez précise la composition de l'eutectique et les quantités des constituants du monocarbure de l'eutectique de sorte qu'on puisse établir la composition du bain de coulée. Un procédé employé avec succès consiste à réaliser un bain de coulée constitué d'un alliage à base de fer, d'un alliage à base de nickel, ou d'un alliage à base de cobalt et dans lequel les teneurs en carbone et en métal formant du monocarbure sont du domaine hypereutectique. Par solidification directionnelle de ce bain de coulée à une vitesse appropriée telle que 6 mm/heure, on obtient un lingot ou une pièce coulée contenant dans un tronçon de sa longueur des fibres de monocarbure de métal alignées parallèlement à la direction de croissance de la matrice de l'alliage. Puis on détermine par des analyses chimiques de ce tronçon de la pièce coulée, la composition eutectique et par conséquent la composition d'un autre bain de coulée correspondant à cette composition eutectique définie par analyse en vue d'effectuer une solidification directionnelle suivant le procédé de l'invention et d'obtenir ainsi une pièce coulée suivant l'invention. Les différences entre les pièces coulées suivant l'invention et celles résultant de l'utilisation d'un bain de coulée hypereutectique ont été mises en évidence sur les dessins accompagnant la description. La figure 1 comprend une photographie d'un lingot obtenu par solidification directionnelle à partir dtun bain de coulée hypereutectique et trois photomicrographies (x150) des microstructures de trois parties différentes d'un lingot, et la figure 2 comprend un ensemble de photographies corres-pondant à celui de la figure 1, dans lequel le lingot représenté a été obtenu suivant l'invention, par solidification directionnelle d'un bain de coulée contenant les quantités des constituants du monocarbure correspondant au domaine eutectique. Dais le cas d'alliages à base de nickel, il est possible d'améliorer encore leurs propriétés physiques selon qu'on peut ou non utiliser le mécanisme de durcissement structural (par précipitation) y-y'. Par conséquent, les teneurs en aluminium et en titane de l'alliage ont une influence directe sur la phase Ni3Al(Ti) qui peut se produire dans les matrices de ces corps de coulée composites. Le cobalt peut aussi influencer ce résultat car il augmente de façon importante la fraction volumique de la phase Y' qui précipite lors du refroidissement initial ou lors du traitement par la chaleur du produit de coulée. Alliages à base de fer. On fabrique une éprouvette ou produit suivant l'invention par solidification directionnelle d'un bain de coulée contenant en poids 20,0% de chrome, 10,0% de nickel, 14,0% de tantale, 0,6% de carbone et 55,4% de fer. La composition de la matrice de cet alliage est voisine de celie de l'alliage d'acier inoxydable CF-3 pour fonderie. A titre de comparaison, on a fabriqué par solidification directionnelle une éprouvette en fer pur, et une autre éprouvette à partir d'une masse fondue de fer contenant du tantale et du carbone en proportion correspondant à 10,0% de carbure de tantale. On a rassemblé les compositions de ces quatre alliages dans le tableau I suivant. TABLEAU I Composition Alliage Fe Ni Cr Ta C FeTaC 90 - - 9,7 0,3 Fe 100 - - FeCrNiTaC 55,0 10,0 20,0 14,07 0,93 CF-3 71,0 10,0 19,0 - - EXEMPLE 1 On a réalisé le produit de coulée désigné dans-le tableau I par FeCrNiTaC par solidification directionnelle d'une masse fondue de composition identique à une vitesse constante de 6 mm/heure pour un gradient de température de 2500C par 2,5 cm. Pratiquement on n'a décelé aucune ségrégation dans le lingot solidifié, la microstructure résultante comportant une matrice contenant dans sa totalité des fibres de monocarbure alignées et réparties uni formément, représentant jusqu'à 15,0% en volume environ du lingot solidifié de façon directionnelle. Les fibres sont des monocristaux de monocarbures contenant chacun du carbone et du tantale. La matrice a une composition correspondant à celle de l'acier inoxydable contenant du chrome et du nickel et de petites quantités de tantale et de carbone en équilibre avec les fibres Les pro priétés de résistance à la traction de cet alliage, comme celles du fer pur et des deux autres alliages du tableau I ont été deter- minées à une vitesse de déformation de 4 10 /min et sont rassemblées dans le tableau II pour les essais à' température ambiante et dans le tableau III pour les essais à températures élevées. TABLEAU II Essais de traction à température ambiante Alliage Limite d'élasticité Charge de Allongement à 0,2% (kg/cm) rupture (kg/cm) FeTaC 4000 4218 20,0 Fe 1000 1757 48,0 FeCrNiTaC 6327 7520 53,4 CF-3 * 2600 5400 55,4 x d'après des travaux de référence. TABLEAU III Essais de traction à température élevée Alliage Température Limite Charge de Allongement des essais d'élasticité rupture ( C) à 0,2% (kgXcm2) (as/cm) FeTaC 6490C 1890 1960 14 Fe 6490C 140 281 72 FeCrNiTaC 10000C 2540 2600 4,0 CF-3 10000C (140) (281 > (50) On a réuni les propriétés de résistance à la rupture de pièce suivant l'invention et d'une pièce en acier inoxydable classique dans le tableau IV. TABLEAU IV Propriétés de résistance à la rupture à température élevée Alliage Charge Température Durée de vie (kg/cm2) des essais (nombre d'heures ( C) ~~~~~~~~~ (0C) jusqu'à la rupture) FeCrNiTaC 1400 1093 1,3 CF-3 1400 746 (1,3) Comme on peut le voir à partir des résultats des tableaux II, III et IV, les alliages eutectiques à base de fer renforcés par du monocarbure métallique suivant l'invention ont une resis- tance à la rupture à température élevée et une résistance à la traction de la température ambiante jusqu'a 10000C nettement supérieures aux pièces en fer, en acier inoxydable et en fer renforcé par du carbure de tantale réalisées comme décrit dans l'exemple suivant. EXEMPLE 2 On a fabriqué le produit de coulée désigné dans le tableau I par FeTaC par solidification directionnelle d'une masse de fusion ayant la composition mentionnée dans le tableau, de la manière décrite dans l'exemple 1. Dans ce corps solidifié de façon directionnelle, comme dans celui de l'exemple 1, les monocarbures se trouvent sous forme de fibres de TaC alignées et dispersées uni formément dans toute la matrice de l'alliage à base de fer, comme le montre la figure 2. Ces fibres représentent jusqu'à 18,7% en volume du lingot solidifié de façon directionnelle. Alliages à base de cobalt. On fabrique une éprouvette ou produit suivant l'invention par solidification directionnelle d'un bain de coulée contenant en poids 15,7% de chrome, 9,5% de nickel, 12,0% de tantale, 0,77% de carbone, 6,4% de tungstène et 55,63% de cobalt. On fabrique une autre éprouvette analogue par solidification directionnelle d'un bain de coulée contenant en poids, 15,7% de chrome, 9,5* de nickel, 12,0% de tantale, 0,77% de carbone et 62,03% de cobalt. On fabrique aussi une éprouvette par solidification directionnelle d'un bain de coulée ayant la composition en poids suivante : 15,7% de chrome, 9,5% de nickel, 3,0% de tungstène, 12,0% de tantale, 0,77% de carbone et 59,03% de cobalt. Enfin, on fabrique une dernière éprouvette par solidification directionnelle d'un bain de coulée ayant la composition en poids suivante : 15,0% de chrome, 10,0% de nickel, 11,51% de niobium, 1,49% de carbone et 62,0% de cobalt. Ces éprouvettes contiennent de 5 à 15% en volume de monocarbure métallique sous forme de fibres alignées et réparties uniformément dans toute la matrice en superalliage de la structure composite des éprouvettes solidifiées de façon directionnelle comme le montre la figure 2. Elles ne renferment pas non plus de carbures en bloc ni d'autres formes non fibreuses de carbure qui caractérisent des pièces coulées composites en superalliage hypereutectique de ce type, comme le montre la figure 1. On a rassemblé dans le tableau V les compositions des produits décrits dans les exemples 3, 4 et 5. TABLEAU V Produits de coulée en alliage à base de cobalt renforcé par du monocarbure Composition Alliage Co Cr Ta Nb C Ni W Désignation Co50B-LT 55,63 15,7 12,0 - 0,77 9,5 6,4 Co50B-LT-OW 62,03 15,7 12,0 - 0,77 9,5 Co5OB-LT-3W 59,03 15,7 12,0 - 0,77 9,5 3,0 Co50B-EB 62,0 15,0 11,51 1,49 10,0 EXEMPLE 3 On a fabriqué deux produits de coulée désignés dans le tableau V par la référence Co5OB-LT, par solidification directionnelle, dans un récipient de croissance de cristaux de Bridgeman, d'une masse fondue de composition identique à une vitesse pratiquement constante de 6 mm/heure pour un gradient de température de 2500 par 2,5 cm.Pratiquement, on n'a pas trouvé de ségrégation dans le lingot résultant dont la microstructure est une matrice contenant dans son ensemble des fibres de monocarbure alignées et dispersées uniformément, représentant jusqu'à 12% en volume des lingots. Les fibres sont des monocristaux de monocarbures contenant chacun essentiellement du carbone et du tantale. La matrice est un superalliage à base de cobalt contenant du chrome, du nickel, du tungstène et de petites quantités de carbone et de tantale en équilibre avec les fibres. On a comparé les résultats des essais de résistance de ces lingots avec ceux du superalliage de nickel René 80 et on les a rassemblés dans les tableaux VI et VII. Les essais de traction ont été effectués à une vitesse de déformation de 4x10-/min. EXEMPLE 4 On a fabriqué un produit de coulée de l'alliage désigné dans le tableau V par la référence Co50B-LT-3W de la manière décrite dans l'exemple 3. La fraction volumique des fibres de monocarbure de tantale alignées dans le lingot représente 12%. La matrice est encore, un superalliage à base de cobalt contenant du chrome, du nickel, du tungstène et de petites quantités de tantale en équilibre avec le tantale et le carbone de la phase fibreuse qui s'étend uniformément d'une extrémité à l'autre du produit de coulée non ébarbé. On a rassemblé les résultats des essais mécaniques effectués sur ce lingot dans les tableaux VI et VII. EXEMPLE 5 On a fabriqué deux produits de coulée en alliage Co50B-LT-OW comme décrit dans l'exemple 3. Ces lingots, comme ceux des exemples 3 et 4, ne présentent pratiquement pas de ségrégation et la microstructure est dans chaque cas constituée par une matrice contenant dans son ensemble des fibres de monocarbure de tantale alignées et réparties uniformément comme le montre la figure 2. Cette phase fibreuse représente 12% en volume de chacun de ces lingots dans lesquels la matrice est un superalliage à base de cobalt contenant du chrome, du nickel et de petites quantites de tantale et de carbone. On a rassemblé les résultats des essais mécaniques effectués sur ces lingot dans les tableaux VI et VII. EXEMPLE 6 Toujours en suivant le procédé de l'exemple 3, on a fabriqué un produit de coulée de l'alliage Co50B-EB, dont les résultats d'examens et d'essais sont aussi consignés dans les tableaux VI et VII. Comme les lingots des exemples précédents, ceux-ci ont une structure sans ségrégation et homogène présentant une phase fibreuse de monocarbure de niobium s'étendant d'un bout à l'autre de l'éprouvette et représentant 10% en volume. Chaque cristal de monocarbure a encore un aspect filamentaire et est aligné le long de l'axe longitudinal de l'éprouvette. La matrice est un superalliage à base de cobalt contenant du chrome du nickel et des quantités relativement faibles de niobium et de carbone en.iéqui libre avec le niobium et le carbone des fibres. Comme le montrent les résultats ci-dessous, les corps superalliage à base de cobalt renforcé par du monocarbure métallique suivant l'invention ont des propriétés physiques à haute température comparables à celles de l'alliage René 80 qui, on le sait,est un des meilleurs alliages réfractaire disponible dans le commerce. TABLEAU VI Propriétés de résistance à la rupture en charge à température élevée Alliage Température Charge Durée de Allongement des essais k2) vie ( C) (kg/cm) (heures) Co50B-LT 1066 2109 2,7 9,1 1000 2460 8,4 6,4 1093 1757 9,9 5,9 927 2812 0,5 5,6 1093 1406 61,9 12,8 Co5OB-LT-OW 927 2812 3,6 4,0 1093 1406 119,2 6,7 Co5OB-LT-3W 1093 1757 9,6 8,3 1066 2109 4,4 3,7 1177 1054 61,1 6,4 1000 2460 6,8 2,4 927 2812 48,8 3,9 1093 1406 335,0 3,2 Co50B-EB 927 2812 4,9 6,4 1093 1406 139,8 5,9 René 80 1093 1406 TABLEAU VII Propriétés mécaniques à température élevée Alliage Température Charge de Allongement des essais rupture t"c) c? (kg/cm2) ~~~~~~~~~~~~ Co50B-LT 982 4006 9,8 1093 3353 6,6 Co50B-LT-OW 982 4218 10,6 1093 3423 6,6 Co50B-EB 1000 3490 (non mesurable) René 80 1000 3370 13,0 1100 1967 15,0 Alliages à base de nickel On fabrique une éprouvette par solidification directionnelle d'une masse fondue de coulée constituée en poids de 10,0% de chrome, 13,1% de tantale, 0,6% de carbone et 76,3% de nickel. On fabrique une seconde éprouvette par solidification directionnelle d'une masse fondue de coulée constituée en poids d'environ, 7,9% de chrome, 6,0% d'aluminium, 9,6% de cobalt, 4,9% de molybdène, 0,4% de titane, 7,0% de tantale, 0,24% de carbone et 63,9% de nickel. On fabrique une troisième éprouvette par solidification directionnelle d'une masse fondue de coulée ayant la composition en poids suivante : 5,9% d'aluminium, 10,7% de chrome, 0,6% de titane, 8,3% de tantale, 0,5% de carbone et 74,0% de nickel. Ces éprouvettes, comme les produits de l'invention en général, contiennent 5 à 15% en volume d'un monocarbure métallique sous forme de fibres alignées et réparties uniformément dans toute la matrice ou l'alliage de la structure composite des produits solidifiés comme le montre la figure 2. Elles ne comportent pas non plus des carbures en blocs et d'autres formes non fibreuses de carbure qui caractérisent des pièces de coulée composites en alliage hypereutectique de ce type, comme le montre la figure 1. Les compositions de trois produits particuliers de l'invention sont données dans le tableau VIII. TABLEAU VIII Alliages à base de nickel renforcés par du monocarbure Composition Alliage Désignation Ni Cr Ta C AI Ti Co Mo MC-1900 63,9 7,9 7,0 0,24 6,0 0,4 9,6 4,9 MC-67Ti 74,0 10,7 8,3 0,5 5,9 0,6 - MC-NiCr 76,3 10,0 13,1 0,6 - - - EXEMPLE 7 On a fabriqué le produit de coulée désigné dans le tableau VIII par la référence MC-1900 par solidification directionnelle d'une masse fondue de composition identique à la vitesse constante de 6 mmZheure pour un gradient de température de 2500C par 2,5cm. Pratiquement, on n'a trouvé aucune ségrégation dans l'éprouvette solidifiée, et la microstructure résultante comporte une matrice contenant des fibres de monocarbure alignées, réparties uniformément et représentant jusqu'à 5,9% en volume de l'éprouvette soli de difiée de façon directionnelle. Ces fibres sont des monocristaux monocarbures contenant chacune du carbone, du tantale et du titane. La matrice est un alliage à base de nickel contenant du chrome,de l'aluminium, du molybdène, du cobalt et de petites quantités de tantale, titane et carbone en équilibre avec les fibres. On a rassemblé les résultats d'essais mécaniques effectués avec une vitesse de déformation de 2x10-/min sur cet alliage et l'alliage René 80, dans le tableau IX pour les essais à température ambiante, dans le tableau X pour les essais à la température de 10000C, et dans le tableau XI pour les essais à la température de 11000CI TABLEAU IX Propriétés mécaniques à température ambiante Alliage Charge de rupture Allongement Désignation (kg/cm2) MC-1900 12 000 26,0 René 80 9 500 6,5 TABLEAU X Propriétés mécaniques à 10000C Alliage Charge de rupture Allongement Désignation (kg/cm2) MC-1900 4 358 13,0 René 80 3 370 13,0 TABLEAU XI Propriétés mécaniques à 11000C Alliage Charge de rupture Allongement Désignation (kg/cm2) MC-1900 2 180 14,0 René 80 1 967 15,0 TABLEAU XII Propriétés de résistance à la rupture en charge à haute température. alliage Charge Température Durée de vie désignation (kg/cm2) ( C) (en heures jusqu'à la ~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ la rupture) MC-1900 2 109 9820C 14,3 René 80 2 109 9820C 13,0 Le tableau XII montre la durée de servi ce avant rupture à 9820C de l'alliage MC-1900 suivant l'invention, en comparaison avec l'alliage à base de nickel René 80 qui présente une résis- tance à la rupture relativement grande. Comme on peut le voir d'après les résultats rassemblés dans les tableaux IX à XII, les alliages à base de nickel renforcés par du monocarbure métallique suivant l'invention ont une résistance à la rupture comparable ou supérieure, et des propriétés de résistance à la traction de la température ambiante a 11000C notablenent supérieures à celles de l'alliage René 80. EXEMPLE 8 On a fabriqué le produit de coulée désigné par la référence MC-67 Ti dans le tableau VIII par solidification directionnelle d'une masse fondue de composition identique de la manière décrite. dans l'exemple 7. Dans ce corps solidifié de façon directionnelle, comme dans ceux de l'exemple 7, les monocarbures sont sous forme de fibres alignées, réparties uniformément dans toute la matrice en alliage à base de nickel, comme le montre la figure 2. Dans ce cas, les fibres sont constituées par le composé Ta0,8Ti012C et représentent jusqu'à 6% en volume de l'éprouvette solidifiée de façon directionnelle. EXEMPLE 9 On solidifie de façon directionnelle et dans la condition de l'exemple 7, une masse fondue de composition identique à celle du produit désigné par la référence MC-NiCr dans le tableau VIII. L'éprouvette résultante renferme une phase fibreuse constituée par des fibres alignées de monocarbure de tantale s'étendant dans tout le corps coulé, c'est-à-dire d'une extrémité à l'autre. La-phase fibreuse représente 9,9% en volume de l'éprouvette. REVEND ICAT IONS 1.- Procédé de fabrication d'une pièce coulée en alliage eutectique de haute qualité comportant une matrice en alliage à base de fer contenant 8 à 19% en volume d'une phase fibreuse, ou une matrice en alliage à base de cobalt contenant 5 à 15% en volume d'une phase fibreuse ou une matrice en alliage à base de nickel contenant 5 à 15% en volume d'une phase fibreuse, ladite phase fibreuse étant constituée de fibres alignées de monocarbure métallique et s'étendant dans la totalité de la pièce coulée, procédé caractérisé en ce qu'on prépare un bain de coulée contenant l'alliage à base de fer, à base de cobalt, ou à base de nickel ainsi que des constituants du monocarbure en quantités correspondant à la teneur en monocarbure de l'alliage eutectique, et en ce qu'on assure une solidification directionnelle du bain de coulée à une vitesse d'au moins 6 mm/heure. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que le monocarbure est essentiellement TaC. 3.- Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de fer, et en ce que le bain de coulée contient en poids 55% de fer, 20% de chrome, 10% de nickel, 14% de tantale, 0,6% de carbone, et 0,4% d'impuretés éventuelles. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de cobalt et en ce que le bain de coulée contient en poids 55,6% de cobalt, 9,5% de nickel, 15,7% de chrome, 12,0% de tantale, 0,77% de carbone, 6,4% de tungstène et 0,03% d'impuretés éventuelles. 5.- Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de cobalt et en ce que le bain de coulée contient en poids 15,7% de chrome, 9,58 de nickel, 12,0% de tantale, 0,77% de carbone, 62,0% de cobalt et 0,03% d' impuretés éventuelles. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que a matrice est un alliage à base de cobalt et en ce que le bain de coulee contient en poids 15,0% de chrome, 10,0% de nickel, 11,5% de niobium, 1,49% de carbone, 62,0% de cobalt et 0,01% d' impuretés éventuelles. 7.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de cobalt et en ce que le bain de coulée a une composition en poids choisie dans les domaines de pourcentages suivants Chrome 10,0 - 16,0 Nickel trace - 16,0 Molybdène trace - 6,5 Aluminium trace - 4,0 Titane trace - 1,0 Tantale 0,0 - 12,0 Carbone 0,4 - 0,9 Niobium 0,0 - 11,5 Métal de formation du monocarbure- 5,0 - 14,0 Yttrium trace - 1,0 Fer trace - 1,0 Tungstène trace - 6,0 Cobalt le complément 8.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de nickel et en ce que le bain de coulée contient en poids 76,3% de nickel, 10% de chrome, 13,1% de tantale et 0,6% de carbone. 9.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de nickel et en ce que le bain de coulée contient en poids 7,9% de chrome, 9,6% de cobalt, 4,9% de molybdène, 6,0% d'aluminium, 0,4% de titane, 7,0% de tantale, Q,24% de carbone, le complément étant assuré par du nickel et des impuretés éventuelles. 10.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de nickel et en ce que le bain de coulée contient en poids 10,7% de chrome, 5,9% d'aluminium, 0,6% de titane, 8,3% de tantale, 0,5% de carbone, le complément étant assuré par du nickel et des impuretés éventuelles. 11.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est un alliage à base de nickel et en ce que le bain de coulée a une composition en poids choisie dans les domaines de pourcentage suivants Chrome 5,0 - 2a, Cobalt trace - 15, a Molybdène trace - 5,0 Aluminium trace - 7, a Titane trace - 1,0 Tantale 0,0 - 13,1 Carbone 0,2 - 0,6 Métal de formation du monocarbure 5,0 - 13,5 Yttrium trace - 1,0 Fer trace - 10,0 Tungstène trace - 6,0 Nickel complément. 12.- Pièce coulée en alliage eutectique composite caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice en alliage à base de fer, à base de cobalt ou à base de nickel et une phase fibreuse de monocarbure métallique dans ladite matrice pour renforcer et conférer une plus longue durée de résistance à la rupture à température élevée à ladite pièce coulée, ladite phase fibreuse se composant de fibres alignées de monocarbure métallique et s'etendant d'un bout à l'autre de la pièce coulée dans sa condition brute de coulée. 13.- Pièce coulée suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle a une forme allongée et en ce que la phase fibreuse s'étend longitudinalement d'une extrémité à l'autre de la pièce. 14.- Pièce coulée suivant la revendication 12, caractérisée en ce que ladite pièce est une aube de turbine de moteur à réaction. 15.- Pièce coulée suivant la revendication 12, caractérisée en ce que la matrice est un alliage à base de fer et en ce que ladite pièce a une composition en poids choisie dans les domaines de pourcentages suivants Chrome 10,0 - 25,o Cobalt trace - 20,0 Nickel 0,0 - 10,0 Aluminium trace - 8,0 Titane trace - 5,0 Tantale 0,0 - 14,0 Carbone 0,2 Métal pour former du monocarbure 5,0 - 14,0 Tungstène trace - 5,0 Molybdène trace - 5,0 Yttrium 0,2 - 0,8 Fer complément. 16.- Pièce suivant la revendication 12, caractérisée en ce que la matrice est un alliage à base de cobalt et en'ce que ladite pièce a une composition en poids choisie dans les domaines de pourcentages suivants Chrome 10,0 - 16,0 Nickel trace - 16,0 Molybdène trace - 6,5 Aluminium trace - 4,0 Titane trace - 1,0 Carbone 0,4 - 0,9 Métal pour former du monocarbure 0,5 - 14,0 Yttrium trace - 1,0 Fer trace - 1,0 Tungstène trace - 6,5 Tantale 0,0 - 12,0 Niobium 0,0 - 11,5 Cobalt complément. 17.- Pièce suivant la revendication 12, caractérisée en ce que la matrice est un alliage à base de nickel et en ce que ladite pièce a une composition en poids choisie dans les domaines de pourcentages suivants Chrome 5,0 - 20,0 Cobalt trace - 15,0 Molybdène trace - 5,0 Aluminium trace - 7,0 Tantale 0,0 - 13,1 Titane trace - 1,0 Carbone 0,2 - 0,6 Métal pour former 5,0 - 13,5 du mono carbure Yttrium trace - 1,0 Fer trace - fO,O Tungstène trace - 6,0 Nickel complément.