Brevet FR2223471A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne la métallurgie des non ferre @, @@@amment les alliages légeres de construction peuvent être enployés pour les pièces soumises à échauffement pendant leur utilisation. On connaît déjà les alliages magnésium- thorium réfracteires suivante : nuance HK31, contenant (en poids) 2,5 à 4,0% de thorium, G,4 à 1,0%o de zirconium, au moins 0,3% de zinc, le reste étant du magnésium; nuance HZ32, contenant (en poids) 2,5 à 4% d- thorium, 0,5 à 1,0% de zirconium, 1,7 à 2,5% de zinc, le reste étant du magnésium Toutefois, étant donné que le rayonnement émis par le thorium est nocif, on doit tenir compte, dans la fabrication de ces allias, de cette nocivité vis-à-vis du personnel, qui implique l'organisation de postes et d'ateliers spécialisés On connaît un alliage contenant de l'yttrium (voir le brevet americain ITO 3419385) ayant la composition pondérale suivante: 4,8% d'yttrium, 21% de zinc, 0,7% de zirconium, le reste étant d magnésium. Toutefois, alliage a des propriétés mécaniques relativement basses et eontient une grande quantité d'yttrium, dont le prix est élevé Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients énumérés ci-dessus il s'agissait donc de créer un alliage à base de magnésium, qui ne contiendrait pas d'additions radioactives et toxiques et serait doé de hautes caractéristiques mécaniques. La solution consiste en un alliage à base de magnésium, contenant de l'yttrium, du néodyme, du zinc, du zirconium, et dans lequel, d'après l'invention, il y a en outre du cuivre et du manganèse, la composition pondérale de l'alliage étant la suivante : 0,8 à 0% d'yttrium, 0,5 à 4% de néodyme, 0,1 à 2,2% de zinc, 0,31 à 1,1% de zirconium, jusqu'à 0,05% de cuivre, jusqu'à 0,2% de manganèse, le reste étant du magnésium Dans l'alliage proposé, la présence d'yttrium, de néodyme et de zinc assure une bonne combinaison des résistances mécaniques à chaud et à froid grâce à l'alliage de la solution solide et à la formation de phases intermétalliques à stabilité thermique accrue Le zirconium, qui est un élément d'addition assurant un affinage efficace des grains permet non seulement d'accroître les propriétés mécaniques en traction de courte durée, mais aussi d'améliorer sensiblement les propriétés de fonderie te l'alliage Comparativement aux alliages réfractaires existants à base de magnésium, l'alliage proposé ne contient pas de thorium élément dent le rayonnement est nocif. Les propriétés mécaniques de l'alliage faisant l'objet de l'invention sont comparées dans le tableau suivant avec celles des alliages connus à base de magnésium 2000C 30006 4000C R0,002Br A R0,002Rr A R0,002/100R0,002Rr A Kg/mm % kg/mm % kg/mm Kg/mm % Alliage proposé 12 22 4 10 15 10 3,5 5 8 HK31 9 19 4 7 13,5 10 2,3 3,5 6,5 20 HZ32 9 19 6 4,2 7,7 20 3,7 3 6 30 Alliage selon le brevet américain N0341 9385 (composition: 4,8% Y,2,1% Zn, 0,7% Zr) 10,2 18,2 - - - - 2,1 - - - (à 315 C) Notations : R0,002 -limite élastique, r - charge de rupture, A - allongement relatif, R0,002/100 - charge de rupture à l'essai de fluage. Comme le fait apparattre le tableau ci-dessus, à la température normale, ltalliage proposé est supérieur de 15% du point de vue de la char@@@ de rupture et de 25% du point de vue de la limite élastique, aux alliages magnésium-thorium connus. Aux températures élevées, l'alliage proposé réunit les meilleures propriétés des alliages magnésium-thorium connus.Ainsi, en praction de course durée, à 300 C, il est supérieur de 30% à L'alliage HK31, et de 2,5 fois à l#alliage HZ32 pour la limite d'élasticité; sa charge de rupture est de 10% supérieure à celle de l'alliage HK31 et le double de celle d l'alliage HZ32 En sollicitation longue durée, l'alliage proposé a une résistance au fluage de même niveau que celle de l'alliage HZ32, et de 1,5 fois supérieure Ci-après sont décrits des exemples concrets mais non limitatifs de réalisation de l'invention. Exemple 1. Alliage à base de magnésium contenant (en poids) 1,4% d'yttrium, 1,6% de néodyme, 0,3% de zinc, 0,6% de zinc, 0,6% de zirconium, le reste étant du magnésium. Cet alliage est soumis à un traitement thermiqu comprenant un chauffage detrempe, on refroidissement l'air ou dans- l'eau chaude et un vieillissement Après un tel traitement thermique, l'alliage a les proprié t os mécaniques suivantes limite élastique R0,002 = 12kg/mm, charge de rupture Br = 26 kg/mm, all@ngement A = 6%, charge de rupture à l'essai de fluage à 300 C R100 =6 kg/mm. Exemple 2. Alliage contenant (en poids) 2,2% d'yttrium, 2,3% de né@dyme, 0,6% de zinc, 0,6% de zirconium, le reste étant du magnésium. L'alliage est soumis à un traitement thermique comprenant un chauffage de trempe, un refroidissement à l'air dans l'@@ chaude et un vigillissement. Les propriétés mécanique obtenuse sont les suivantes limite élastique R0,002 = 15 kg/mm, char@@ de rupture Rr = 28 à 30 kg/mm, all@ngement A = 4%, char@@ de rupture à l'essai de fluage: à 300 B100 = 6 à 6,5 kg/mm, à 300 B100 = 11,5 à 13 kg/mm, à 2000 B100 = 18 kg/mm2, résistance au fluage à 2500 B0,002/100 = 7,5 à 8,5 kg/mm2, à 200 B0,002/100 = 11,5 kg/mm Exemple 3. Alliage contnant (en poids) 4,0% d'yttrium, 0,5% de néodyme, 2,0% de zinc, 0,3% de zirconium, le reste étant du magnésium L'alliage est soumis à un traitement thermique comprenant un chauffage de trempe, un refroidissement à l'air ou dans l'eau chaude et un vieillissement Les propriétés mécaniques obteus sont les suivantes limite élastique R0,002 = 11 kg/mm, charge de rupture Rr = 18 kg/mm, allongement A = 3 à 6%, charge de rupture à l'essai de fluage à 300 R100 = 6 à 7 kg/mm. L'alliage à base de magnésium ayant la composition proposée est douée d'une haute résistance méeanique à chaud et de bonnes propriétés technologiques. L'alliage ne contient pas d'additions radioactives et toxiques. Il est recommandé pour le moulage de pièces soumises pendant le travail à un échauffement allant jusqu'à 3000 (longue durée) et 400 (courte durée). L'emploi de l'alliage proposé à la place des alliages d'aluminium etp dans certains cas, à la place des alliages de titane, permet de réduire notablement le poids des produits. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Alliage à base de magnésium, du type contenant de l'ytrium, du néodyme, du zinc, du zirconium, caractérisé ce qu'il contient en outre de ouivre et du manganèse. 2.- Alliage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sa composition pondérale est la suivante 0,8 à 6% d'yttrium, G,5 à 4% de néodyme, 0,1 à 2,2% de zinc, 0,31 à 1,1% de zirconium, jusqu'à 0,05% de ouivre, jusqu'à 0,2% de manganèse, le reste étant du magnésium