Brevet FR2497832A1 — publié le 19820716

"Acier pour moulagerésistant à la chaleur." La présente invention concerne un acier pour moulage, résistant à la chaleur, et plus particulièrement elle concerne un acier pour moulage résistant à la chaleur, qui a essentiel- lement la composition de l'acier austénitique pour moulage contenant Cr, Ni, Nb et W et qui a une résistance excellente à la cassure par fluage aux températures élevées et une résis- tance excellente au choc thermique ou à la carburation. Le HK 40 est un acier pour moulage, résistant à la chaleur, contenant Ni et Cr (acier à 25 Cr - 20 Ni, voir ASTM A 608) et les matières désignées dans la suite de la description par "HP" (acier à 25 Cr - 35 Ni, voir ASTM A 297) ont été utilisés comme matières pour des tubes de craquage pour l'éthy- lène dans l'industrie pétrochimique. Avec l'augmentation des températures de fonctionnement ces dernières années, il a été nécessaire d'améliorer les caractéristiques à hautes températures de ces matières. Pour satisfaire ces exigences, des matières HP con- tenant Nb, W, ou des matières HP contenant Nb, W et Mo ont été mises au point et utilisées. Toutefois, avec la tendance ré- cente vers des conditions de fonctionnement plus sévères, il est souhaitable d'avoir des matières qui soient supérieures à ces matières HP contenant Nb et W, ou Nb, W et Mo, en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage aux hautes températures,et la résistance au choc thermique ou à la car- buration. En tenant compte du souhait ci-dessus, les auteurs de la présente invention ont effectué des recherches poussées sur l'influence des éléments diversement contenus sur les caracté- ristiques à hautes températures de l'acier pour moulage résis- tant à la chaleur contenant Cr, Ni, Nb et W comme constituants essentiels, et ils ont découvert que l'acier peut avoir une résistance à la cassure par fluage à hautes températures et uni résistance au choc thermique et à la carburation remarquable- ment améliorées en y ajoutant N. B, Ti et Al, et aussi en uti- lisant Mo si on le désire. Ainsi la présente invention a été réalisée. Spécifiquement exposée, la présente invention fournit un acier pour moulage résistant à la chaleur, contenant environ 0,3 à 0,6 % (en poids, il en est de meme par la suite) de C, jusqu'à environ 2,0 % de Si, jusqu'à environ 2,0 % de Mn, envi- ron 20 à 30 % de Cr, environ 30 à 40 % de Ni, environ 0,3 à 1,5 % de Nb + Ta, envçron 0,5 à 3,0 % de W, environ 0,04 à 0,15 % de N et environ 0, 0002 a 0,004 % de B, l'acier conte- nant également environ 0,04 à 0,15 % de Ti et environ 0,02 à 0,07 % de Al, ou bien environ 0,04 à 0,50 X de Ti et environ 0,07 à 0,50 % de Al, l'acier contenant encore environ 0,2 à 0,8 % de Mo si on le désire, le reste étant essentiellement Fe. Sur les dessins ci-joints, la figure I est une vue en plan montrant une éprouvette pour essai de 1l résistance au choc thermique; - la figure 2 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne II-II de la figure 1; et la figure 3 est une vue en perspective uontrant une éprouvette pour essai de la résistance à la carburation. Dans la description qui suit, tous les pourcentages sont exprimés en poids. L'acier pour moulage, ràsitant à la chaleur, de la pré- sente invention conticnt les cQ;i auvnts suivant ^Sans les proportions indiquées.expriî,mes en % en poids C 0,3 - 0,5, O W 0,5 - 3,0 N 0,04 - 0,15 et B 0,0002 - 0,004, l'acier contient également Ti et Al dans les combinaisons suivantes: Ti 0, 04 - 0,15 et tAl 0,02 - 0,07, ou lTi 0,04 - 0,50 et (Al 0,07 - 0,50 l'acier contient encore si on le désire: Mo 0,2 - 0,8 le reste étant essentiellement Fe. Les constituants de l'acier pour moulage de la présente invention et leurs proportions seront donnés ci-dessous en détail. Le Carbone (C) confère une bonne coulabilité de l'acier pour moulage, il forme des carbures primaires en présence du Nb qui sera décrit plus loinet est essentielddu fait qu'il augmente la résistance à la cassure par fluage. Au moins envi- ron 0,3 % de C est par conséquent exigé. Quand la quantité de C augmente, la résistance à la cassure par fluage augmente, mais si un excès de C est présent, un excès de carbure secon- daire précipitera, entraînant une forte diminution de la téna- cité et de la soudabilité. Par conséquent la quantité de carbo- ne ne doit pas dépasser environ 0,6 %. Le Silicium (Si) sert de désoxydant pendant la fusion des constituants et est efficace pour donner des propriétés anti-carburation améliorées. Cependant, le taux de Si ne doit aller que jusqu'à environ 2 % ou être plus faible, car un ex- cès de Si conduirait à une diminution de la soudabilité. Le Manganèse (Mn) fonctionne également en tant que déso- xydant comme Si, tandis que le Soufre (S) dans l'acier en fu- sion est fixé efficacement et rendu inoffensif par Mn, mais si une grande quantité de Mn est présente, l'acier résiste moins à l'oxydation. La limite supérieure du taux de Mn est par con- séquent d'environ 2,0 %. En présence de Ni, la Chrome (Cr) forme une structure austénitique de l'acier pour moulage, améliorant la résistance de celui-ci aux températures élevées et augmentant la résistan- ce à l'oxydation. Ces effets augmentent quand le taux de Cr augmente. Au moins environ 20 % de Cr sont utilisés pour obte- nir un acier ayant une résistance mécanique suffisante et une résistance à l'oxydation suffisante, particulièrement aux températures élevées d'au moins environ 10001C. Toutefois, puisque la présence d'un excès de Cr entra ne une forte di- minution de la ténacité après utilisation, la limite supérieu- re du taux de Cr est d'environ 30 %. Comme décrit ci-dessus, si le Nickel (Ni) est présent en même temps que Cr, il forme un acier pour moulage austéni- tique à structure stabilisée, donnant à cet acier une résis- tance à l'oxydation améliorée et une résistance accrue aux températures élevées. Pour fabriquer un acier satisfaisant par sa résistance à l'oxydation et particulièrement par sa résistance aux températures élevées d'au moins environ 10000C, il faut utiliser au moins environ 30 % de Ni. Bien que ces deux propriétés s'améliorent quand le taux de Ni augmente, ces effets se stabilisent quand le taux de Ni dépasse environ 40 %, ce qui par conséquent n'est pas économiquement favorable, de sorte que la limite supérieure du taux de Ni est d'environ 40 %. Le Niobium (Nb) est efficace dans l'amélioration de la résistance à la cassure par fluage et dans les propriétés anti- carburation, à condition d'utiliser au moins environ 0,3 % de Nb. Par ailleurs, quand il y a un excès de Nb, la résistance de l'acier à la cassure par fluage diminue. La limite supérieu- re du taux de Nb est par conséquent d'environ 1,5 %. En général, Et centient inéxit.blient du tDntale(Ta),par ccns&pent, la qcontité comibinêe de NBetde Ta peut être d'environ 0,3 à 1,5 %. Quand il se trouve simultanément avec Nb, le Tungstène (W) contribue à améliorer la résistance aux températures élevées. Au moins environ 0,5 % de W est utilisé dans ce but, mais la limite supérieure du taux de W est d'environ 3,0 % car de plus grandes quantités de W conduisent à une diminution de la résistance à l'oxydation. L'acier de la présente invention a les caractéristiques les meilleures du fait qu'il contient des quantités spécifiées de N, Ti, Al et B en plus des éléments précédents. Si on le désire, l'acier peut contenir encore Mo. Ces éléments, quand ils sont utilisés simultanément, améliorent remarquablement les caractéristiques aux températures élevées. Cet effet ne peut pas être obtenu si l'un quelconque de N, Ti, Al et B man- que. L'Azote (N) sertisous la forme d'une solution solde,à stabiliser et à renforcer la phase austénitique, il forme un nitrure et un carbonitrure avec Ti, etc., donne des grains plus fins quand il est finement dispersé en présence de Al et de B et empêche le développement des grains, contribuant ainsi à améliorer la résistance aux températures élevées et la résistance au choc thermique. Il est souhaitable que le taux de N soit au moins d'environ 0,04 % pour obtenir ces effets d'une façon suffisante. De préférence, la limite supérieure du taux de N est d'environ 0,15 % car la présence d'un excès de N permet la précipitation excessive de nitrure et de carbo- nitrure, la formation de particules grossières de nitrure et de carbonitrure, et diminue la résistance au choc thermique. Quand il se combine avec C et N dans l'acier, le titane (Ti) forme un carbure, un nitrure et un carbonitrure, amélio- rant ainsi la résistance aux températures élevées et augmen- tant la résistance au choc thermique. En particulier, Ti agit d'une façon synergétique avec Al, en donnant des propriétés anticarburation améliorées. Il est préférable d'utiliser au moins environ 0,04 % de Ti pour obtenir ces effets. Tandis que des améliorations sont réalisées dans la résistance à la cas- sure, par fluage, la résistance au choc thermique et les pro- priétés anti-carburation quand le taux de Ti augmente, l'uti- lisation d'une grande quantité de Ti entraîne des particules grossières de précipité et augmente l'importance des inclu- sions d'oxyde et diminue quelque peu la résistance mécanique. Par conséquent, quand il faut une résistance mécanique élevée, la limite supérieure du taux de Ti est de préférence d'envi- ron 0,15 %. En outre, quand le taux de Ti dépasse environ 0,5 %, il en résulte une plus grande réduction de la résistan- ce mécanique, de sorte que le taux de Ti ne doit pas dépasser environ 0,5 % même si la résistance à la carburation est cri- tique. L'Aluminium (Al) améliore la résistance à la cassure par fluage et, quand il est présent simultanément avec Ti, il amé- liore remarquablement la résistance à la carburation. De pré- férence, au moins environ 0,02 % de Al doivent être utilisés pour améliorer la résistance à la cassure par fluage. Bien qu'une résistance mécanique plus grande aux températures éle- vées et une résistance plus grande à la carburation résulte de l'augmentation du taux de Al, l'utilisation d'un excès de Al conduit inversement à une diminution de la résistance mé- canique. Par conséquent, quand cette résistance aux températu- res élevées est essentielle, la limite supérieure du taux de AI est de préférence d'environ 0,07 c. Cependant. quand on désire obtenir un acier qui soit comparable aux m-atières HP classiques en ce qui concerne la résistance mécanique aux tempé- ratures élevées mais qui aitdes propriétés anti-carburation amé- liorées, des quantités au moins supérieures à environ 0,07 Y. sont souhaitables. Néa.mmoins, si le taux de Ai dépasse environ 0,5 %, la résistance mécanique sera extremement diminuée. Par conséquent, le taux de Al ne doit pas être supérieur à envi- ron 0,5 %. Le Bore (B) sert à former des joints de grains renforcés dans la matrice de l'acier, il empêche la formation de parti- cules grossières de précipité de Ti mais permet la précipita- tion de particules fines de celui-ci et retarde l'aggloméra- tion des particules de précipité, améliorant ainsi la résis- tance à la cassure par fluage. Dans ce but, il est souhaitable d'utiliser au moins environ 0,0002 - de B. Par ailleurs, l'uti- sation d'une grande quantité de B n'entralne pas une augmenta- tion correspondante de la résistance mécanique et diminue la soudabilité. Par conséquent, de préférence, la limite supé- rieure du taux de B est d'environ 0,004 %. Le Molybdène (Mo), qui est utilisé quand c'est nécessai- re, contribue à améliorer la résistance mécanique aux tempé- ratures élevées quand il est utilisé simultanément avec Nb et W. Pour obtenir cet effet, Mo est utilisé en une quantité d'au moins environ 0,2 %. Toutefois, si un grand excès de Mo est présent, il en résulte une résistance plus faible à l'oxy- dation, de sorte que si Mo est utilisé, il doit l'être en une quantité allant jusqu'à environ 0,8. Des impuretés, telles que P et S, peuvent etre présentes en des quantités qui sont habituellement admissibles pour les aciers du type décrit. Les caractéristiques à hautes températures de l'acier pour moulage de la présente invention seront décrites ci- dessous en détail en se référant aux exemples. Des aciers pour moulage de compositions diverses sont préparés dans un four de fusion à induction (dans i'atmosphère) et transformés en lingots (136 mm de diamètre extérieur, 20 nm d'épaisseur de paroi et 500 mm de longueur) par coulée centri- fuge. Les tableaux 1, 3, 5 et 7 montrent les compositions chi- miques des échantillons d'acier ainsi obtenus. Les éprouvettes sont préparées à partir des échantillons d'acier et essayés pour la résistance à la cassure par fluage, la résistance au choc thermique et la résistance à la carbu- ration par les procédés suivants: Essai 1: Essai de cassure par fluage Selon norme JIS Z 2272 dans les deux conditions suivan- tes: (A) Température 10930C, charge 18,64 x 106 Pa (B) Température 8500C, charge 71,61 x 106 Pa Essai 2: Essai de résistance au choc thermique Les figures 1 et 2 montrent un e éprouvette (10) uti- lisée qui est fabriquée sous la forme d'un disque (12) com- portant un trou (14) en une position excentrée. Chaque lettre sur la figure 2 donne la dimension de l'éprouvette (10) de la façon suivante: a.. . diamètre 20 mm b... 7 mm c... diamètre 50 mm c... 8 mm Le procédé de chauffage de l'éprouvette à 9000C pendant 30 minutes puis du refroidissement de l'éprouvette avec de l'eau à une température d'environ 250C est répété. Chaque fois que ce procédé a été répété 10 fois, la longueur de la craquelure apparaissant dans l'éprouvette est mesurée. La résistance au choc thermique est exprimée en nombre de répétitions néces- saires pour que la longueur de la craquelure atteigne 5 mm.. Essai 3: Essai de résistance à la carburation La figure 3 montre une éprouvette (20) qui est fabriquée sous la forme d'un cylindre (12mm de diamètre et 60 mm de longueur). Après maintien de l'éprouvette dans un appareil pour carburation pour produit solide ( Durferritgranulé pour carburation KG 30, contenant BaCO3) à une température de 1100 C pendant 300 heures, une couche superficielle de 1 mm d'épaisseur (désignée plus loin par "couche 1") est enlevée de l'éprouvette par meulage pour obtenir des particules. La surface résultante de l'éprouvette est encore meulée pour enlever une autre couche de 1 mm d'épaisseur (jusqu'à une profondeur de 2 mm à partir de la surface initiale, désignée par la suite "couche 2") pour obtenir des particules. Les par- ticules de chaque couche sont analysées pour déterminer la teneur en carbone. La résistance à la carburation est expri- mée en % d'accroissement de la teneur en carbone. L'essai de résistance à la carburation n'est effectué que pour les échantillons d'acier indiqués dans les tableaux et 7. Les résultats des essais précédents sont indiqués dans les tableaux 2, 4, 6 ou 8, et seront décrits dans les exem- ples ci-après EXEMPLE 1 Parmi les échantillons d'acier mentionnés dans le tableau 1, les échantillons Nos 1 à 4 sont conformes à l'invention et contiennent environ 0,04 à 0,15 % de Ti et environ 0,02 à 0,07 % de Al mais ne contiennent pas de Mo. Les échantillons NO 5 à NO 20 sont des aciers de comparaison, dont l'échantil- lon NO 5 est une matière HP contenant Nb et W, les échantil- lons NO 6 à NO 12 sont exempts d'au moins un des éléments Ti, Al et B, et les échantillons NO 13 à NO 20 contiennent N, Ti, Al et B en des quantités qui sont en dehors des gammes précé- dentes spécifiées par la présente invention. Le tableau 2 montre les résultats de l'essai de cassure par fluage et de l'essai de résistance au choc thermique. Les échantillons NO 1 à N0 4 ont une résistance à la cassure par fluage aux températures élevées bien supérieure à l'échan- tillon n0 5, c'est-à-dire la matière HP contenant Nb et W qui est considérée pour être excellente dans cette résistance, et aux autres aciers de comparaison. Les aciers de comparai- son qui sont exempts d'au moins un des éléments N. Ti, Al et B, ou contiennent ces éléments en excès ou en quantités insuf- fisantes, sont inférieurs en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage. Ceci indique que des caractéristiques extraordinaires ne peuvent être obtenues quc lorsque ces élé-- ments sont simultanément présents dans les quantités définies par les gammes mentionnées. Il est particulièrement précieux que les aciers de la présente invention montrent des caracté- ristiques de cassure par fluage bien plus élevées aux tempéra- tures élevées supérieures à 10000C, par exemple à 10931C, qu'aux températures inférieures à 10000C, par exemple à 8500C. Il faut également noter que les aciers de la présente invention ont une résistance au choc thermique beaucoup plus élevée que la matière HP contenant Nb et W et que les autres aciers de comparaison. La résistance remarquable est naturel- lement due à l'utilisation simultanée de N, Ti, Al et B. Compositions chimiques des échantillons d'acier si 1,21 1,28 1,24 1,20 Mn Cr Ni 0,63 0, 72 0,70 0,65 i ,82 35,02 ,90 26,89 26,78 ,08 34,67 ,16 Nb+la 1,27 1,28 1,15 1 24 W 1,13 1,09 1,08 1,10 N 0,09 0,08 0,10 0,13 Ti 0,05 0,07 0,10 0,09 Ai 0,03 0,04 0,07 0,07 B 0,0010 0,0021 0,0032 0,0025 contient N, Ti, A1, B il Il 0,44 1,27r 0,65 26,01 35,40 1,21 1,05 mat. HP contient - - - - Nb, W 6 0,43 7 0,43 8 0,44 9 0,42 0,43 11 0,43 1,23 1,25 1,20 1,19 1,17 1,24 0,76 0,73 0,62 0,78 0,76 0,70 26,52 ,74 ,70 26,11 26,27 26,51 ,11 ,17 ,32 ,37 ,07 ,19 1,17 1,15 1,27 1,22 1,14 1,14 12 0,45 1,26 0,61 26,07 35,21 1,24 1,1i 1,15 1,02 0,99 1,06 1,06 0,08 0,08 0,09o 0,10 0,10 0,09 0,04 0, - sans - - sans 1 -J - 0,03 - 0,07 06 0,03 Ti, A1, B A1, B I, - sans Ti, B _t - sans B 1,to 0,08 0o10 0,06 I Echant. No C 1 0,46 2 0,45 3 0,43 c4 0,45 L'q e C+. -J. o Oi o o p -', p Fd P. to O Co co G en poids) Tableau 1 v, Tableau 1 (suite) Echant. N .C Si Mn Cr Ni Nb+Ta W N Ti A1 B Remarques 13 0,45 1,26 0,70 26,21 35,07 1,20 1,11 0,09 0,03 0,05 0,0016 défaut de Ti 14 0,45 1,17 0,66 26,17 35,12 1,27 1,02 0;10 0,19 0,06 0,0012 excès de Ti 0,43 1,22 0,68 26,27 34,92 1,27 1,07 0,08 0,08 0,01 0,0010 défaut de A1 16 0,44 1,27 0,67 26,20 34,87 1,19 1,14 0,08 0,07 0,11 0,0012 excès de A1 o 17 0,43 1,19 0,67 26,19 35,10 1,15 1,12 0,10 0,07 0,05 0,0001 défaut de B 18 0,43 1,18 0,69 26,15 35,02 1,26 1,10 0,10 0,08 0,03 0,0049 excès de B o 19 0,44 1,17 0,67 26,25 35,21 1,26 1,11 0,03 0,09 0,06 0,0015 défaut de N 0,44 1,25 0,72 26,09 35,11 1,18 1,0 8 018 0,09 0,06 0,0021 excès de N vu CO U4 co) Tableau 2 Résultat des essais Echant, Résistance la cassure par fluage Résistance N (10 Pa) au choc Condition (A) Condition (B) thermique (fois) 1 1981,6 1530,4 320 2 2168,0 1638,3 350 3 2452,5 1760,0 360 4 2413,3 1687,3 - 784,8 716,1 150 6 892,7 814,2 140, 7 1108,5 1030,1 190 8 1245,9 1138,0 210 9 1128,2 1020,2 170 1285,1 1118,3 190 11 1304,7 1079,1 240 12 1402,8 1196,8 280 13 863,3 814,2 - 14 1245,9 1030,1 - 902,5 824,0 - 16 1167,4 981,0 - 17 1010,4 755,4 - 18 1226,3 1108,5 - 19 902,5 775,0 210 1510,7 i344,0 130 Remarques Invention il I! 1! Comparaison Il !1 il Il Il Il i! 1! u Il ! I! Il U EXEMPLE 2 Parmi les échantillons d'acier montrés dans le tableau 3, les échantillons No 21 à NO 24 sont conformes à l'invention et contiennent Ti, Al et Mo dans les gammes d'environ 0,04 à 0,15 % pour Ti, environ 0,02 à 0,07 % pour Al et environ 0,2 à 0,8 % pour Mo. Parmi les échantillons NO 25 à No 40 préparés pour la comparaison, l'échantillon NI 25 est une matière HP conte- nant Nb, W et Mo, les échantillons NO 26 à NO 32 sont exempts d'au moins un des éléments Ti, Al et B, et les échantillons NI 33 à NO 40 contiennent N, Ti, Al et B en des quantités qui se trouvent en dehors des gammes spécifiées dans la présente invention. Le Tableau 4 montre les résultats des essais de résistan- ce 4 la cassure par fluage,et de résistance au choc thermi- que. Le tableau 4 révèle comme cela est le cas pour l'exemple 1, que les aciers de la présente invention ont des caractéris- tiques de cassure par fluage et une résistance au choc thermi- que bien plus élevéesque la matière HP contenant Nb, W et Mo et que les autres aciers de comparaison à cause de la présence simultanée de N. Ti, Al et B. Tableau 3 Compositions chimiques des échantillons d'acier (5o en poids) Echant. NO C Si Mn 0,44 1,20 0,43 1,23 0,45 1,23 0,44 1,21 0,b4 0,69 0,77 0,75 i Cr ,17 ,98 ,73 26,02 Ni 36,20 ,76 ,19 ,08 Nb+Ta 1, 28 1,23 1,19 1,15 VW 1,02 1,09 1,13 1,10 Mo 0,48 0,42 0,43 0,41 N 0,11 0, 09 0,08 0,14 Ti 0,04 0,07 0,12 0,08 Ai 0,03 0,05 0,07 0,07 B 0,0008 0,0019 0,0032 0,0025 contient N, Ti A1, B I le 0,42 1,20, 0,71 26,12 35,37 1,29 26 0,43 1,17 27 0,43 1,26 28 0,45 1,31 *29 0,44 1,28 0,44 1,32 31 0,45 1,26 32 0,46 1,21 0,72 0,79 0,68 0,65 0,65 0,71 0,73 26,24 ,97 ,81 26,37 26,46 26t,15 26,33 ,8Z 36,07 ,11 ,55 36,12 36,23 1,1l 1 e27 1,25 1,20 1,20 1,19 1,28 1,10 0,42 - 1,07 1,05 0,97 1,11 1,07 1,06 1,06 0,39 0,37 0,46 0,45 0,32 0,40 0,41 nmat. HP contient -- - Nb, W, Mo 0,09 0,08 0,05 0,09 0,12 0,07 - 0,08 - 0,10 0,05 0,08 0,09 - - sans Ti, A1, B - - sans A1, B u 0,02 0,06 0,03 0,07 - sans Ti, B sansB -sans B U bd.J c4 o oe o o Fd p l" p o ta o w ta Tableau 3 - (suite) Echant. No C 33 0,44 34 0,44 0,45 36 0,43, 37 0,43 38 0,45 39 0,44 0,45 Si Mn 1,21 0,75 1,25 0,77 1,31 0,67 1,28 0,65 1,25 0,69 1,22 0,70 1,30 0,72 1,25 0,67 Cr 26,07 26,12 26,15 ,95 ,89 26,34 26,27 26,19 Ni 36,21 ,92 ,87 36,07 ,23 ,35 ,18 ,08 Nb+Ta 1,17 1,19 e, 1,24 1,27 1,20 1,15 1,21 1,24 1,08 1,11 lst 1,06 1,06 1,13 1,17 1,10 1 11 Mo 0,43 0,41 0,39 0,39 0,42 0,42 0,45 0, 41 N 0,09 0,08 0,09 0,10 0,11, 0,10 0,02 0,19 Ti 0,03 0,20 0,08 0,09 0,09 0,07 0,09 0,10 Ai 0,06 0,07 0,01 0,12 0,05 0,07 0,06 0,07 B 0,0015 0,0017 0,oo0018 0,0021 0,0001, 0,0055 0,0016 0,0022 Remarques défaut de Ti excès de Ti défaut de A1 o o excès de A1 t çp p défaut de B -. o excès de B > défaut de N excès de N u-i -a. N O4 CO w 16 2497832 - Tableau 4 Résultats des essais Echant. Résistance à la cassure par fluage Résistance Remarques N (106 Pa) au choc Condition (A) Condition (B) thermique (fois) 21 2089,5 1608,8 310 Invention 22 2285,7 1726,6 350 il 23 2589,8 1854,1 380 " 24 2540,8 1775,6 _ 833,9 755,4 160 Comparaison 26 941,8 853,5 130 27 1177,2 1088,9 200 28 1314,5 1206,6 230 29 1196,8 1079,1 180 u 1353,8 1187,0 210 0 31 1383,2 1138,0 250 32 1481,3 1265,5 280 " 33 863,3 853,5 _ 34 1226,3 1088,9 " 902,5 863,3 - 36 1285,11 1030,1 - l 37 932,0 804,4 _ 38 1353,8 1177,2 - 39 951,6 824,0 240 " 1589.2 1412,6 140 " EXEMPLE 3 Parmi les échantillons d'acier montrés dans le tableau 5, les échantillons NO 41 à NO 44 sont conformes à l'invention. Ces échantillons contiennent Ti et Al dans les gammes d'environ 0,04 à 0, 50 % pour Ti,et d'environ 0,07 à 0,50 % pour Ai mais sont exempts de Mo. Parmi les échantillons NO 45 à NO 49 pré- parés pour la comparaison, l'échantillon NI 45 est une matiè- re HP contenant Nb et W (mais exempte de l'un quelconque des éléments N, Ti, Al et B), et les échantillons NO 46 à NO 49 contiennent N. Ti, Al et B en des quantités qui se trouvent en dehors des gammes précédentes spécifiées par la présente invention. Le tableau 6 montre les résultats de l'essai de résistan- ce à la cassure par fluage, de l'essai de résistance au choc thermique et de l'essai de résistance à la carburation. Les aciers de la présente invention préparés dans cet exemple sont inférieurs à ceux des exemples 1 et 2 en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage et la résis- tance au choc thermique parce qu'ils ont une teneur en Ti et Al plus élevée mais, néammoins, ils sont bien supérieurs en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage et la ré- sistance au choc thermique aux températures élevées, à la ma- tière HP contenant Nb et W, c'est-à-dire l'échantillon 45, qui, en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage aux températures élevées, est considéré pour être supérieur à d'autres aciers classiques, les aciers de la présente inven- tion sont encore supérieurs d'une façon similaire aux autres aciers de comparaison. La résistance à la carburation indiquée dans le tableau 6 est exprimée en pourcentage pondérai d'accroissement de la teneur en carbone. Par conséquent, plus petite est la valeur, plus petit est l'accroissement et plus grande est la résistan- ce à la carburation. Le tableau 6 révèle que Ti et Al agissent d'une façon synergétique pour donner aux aciers de la présente invention une résistance à la cassure par fluage etune résistance au choc thermiquesuffisantes, et une résistance extraordinaire à la carburation. Tableau 5: Composition chimique des échantillons d'acier (% en poids) C Si Mn Gr Ni Nb+Ta W N Ti A1 B 121 0170 25172 35,06 115 110 0108 0t20 015 0,0023 0144 1119 0t66 25T63 35f12 1120 lrO7 0107 017 l019 070020 0O44 1127 0167 26120 34187 1119 1,14 0108 007 0O11 010012 1,20 O171 25177 35118 1125 117 0108 0,08 0O12 0O0017 0,44 1l27 0765 26f01 35140 il21 105 - - - - 0T43 lr28 0,72 26107 35115 1%11 115 0107 O.02 0%12 010015 044 1Â12 0170 26t08 34162 1127 1%10 0407 0,56 011 010018 0145.110 0175 26101 3517 1î20 1i08 0,08 0%17 0101 0%0011 0)44 1;13 0,79 25,68 35,11 1515 116 0,09 0,19 0t53 0O0014 Remarques L 'invention o l _omparaison il Co Echan- tillon ri w 1%> Tableau 6: Résultats des essais Echan- Résistance à la cassure Résistance au Résistance à la carburation tillon par fluage choc thermique (Accroissement de la teneur (106 Pa) (fois) en C, %) Couche 1 Couche 2 Condition (A) Condition (B) Couche Couche 2 ___________________________________________________________ ____________________. ______________________________________ p______________________________________________________ ______________________ 1088,9 1118,3 1167,4 1265,5 784,8 932,0 627,8 981,0 569,0 892,7 941,8 981,01118,3 716,1 804,4 559,2 814,2 529,7 0 87 1 00 1 02 1 61 1 23 i 04 1 29 0t44 0 47 0 15 1 0 92 o0 66 0.56 J 0)74 0 57 Remarques Inven- tion Compara i son Comparaison il o 4> CO tA EXEMPLE 4 Parmi les échantillons d'acier indiqués dans le tableau 7, les échantillons NO 50 à NI 53 sont conformes à l'inven- tion et contiennent Ti, Ai et Mo dans les gammes d'environ 0,04 à 0,50 % pour Ti, environ 0,07 à 0,50 % pour Ai et environ 0,2 à 0,8 % pour Mo. Parmi les échantillons NO 54 à NI 58 préparés pour la comparaison, l'échantillon NO 54 est une ma- tière HP contenant Nb, Mo et W (mais exempte de l'un quelcon- que des éléments N. Ti, Al et B) et les échantillons NO 55 à 58 contiennent N, Ti, Ai etB, la teneur en Ti ou Ai étant en dehors de la gamme spécifiée par la présente invention. Le tableau 8 donne les résultats de l'essai de résistance à la cassure par fluage, de l'essai de résistance au choc ther- mique et de l'essai de résistance à la carburation. 1_ Pour les mêmes raisons que celles données dans l'exemple 3, les aciers de la présente invention préparés dans cet exem- ple sont inférieurs à ceux des exemples 1 et 2 en ce qui con- cerne la résistance à la cassure par fluage et la résistance au choc thermique, mais sont bien supérieurs,en ce qui con- cerne la résistance à la cassure par fluage et la résistance au choc thermique aux températures élevées à la matière HP contenant Nb, W et Mo, c'est-à-dire à l'échantillon 55, qui, en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage aux températures élevées, est considéré pour être supérieur à d'autres aciers classiques et également aux autres aciers de comparaison. A cause de l'effet synergétique de Ti et Ai, les aciers de la présente invention ont une résistance à la carburation plus élevée que les aciers de comparaison. Tableau 7: Compositions chimiques des échantillons d'acier (% en poids) Echan-, tillon C Si Mn Cr Ni Nb+Ta NO 1 122 1t20 1 20 1T15 1 10 0T73 25,71 0t69 25i63 25195 0 175 255177 0171 2612 0177 26115 26113 26t11 0 67 25,78 82 ,24 36, 07 26 137 1 9 34 591 21 ;20 1 r10 1j21 1%27 1 117 lt25 1 y21 W. Mo N Ti A1 B 1 -12 0f45 0,08 0118 0115 0t0018 1l 0540 0t07 0(17 0117 0,0022 1106 0139 0110 0109 0112 010021 1Â02 0141 0;09 0107 0114 010017 0142 - - - - 1116 0145 0T08 0102 0t12 010011 1114 0O37 0109 0f56 0110 010017 1 27 0140 0110 0i17 0O1 050012 1,10 0;45 0110 0,19 0j54 010027 Remarques L ' invention C r i! Il Comparaison Il è- o 44 0,43 o14.3 0T445 o 45 0j44 N %O 1-J oe w Tableau 8: Résultats des essais Résistance à (106 Pa) (Condition (A) 1147,8 1187,0 1285,1 1334,2 833,9 990,8 657,3 1030,1 598,4 la cassure par fluage Résistance au choc thermique (fois) Condition (B) 941,8 1000,6 1030,1 1187,0 755,4 843,7 588,6 853,5 559,2 Résistance à la carbu- ration (Accroissement de la teneur en C.. Couche 1 Couche 2 0,81 0,42 0,83 0,45 0,95 0,48 0,97 0,51 1,53 0,87 i,17 0,63 0,99 0,53 1,23 0,70 0,98 0,54 Remarques Invention il I! Compara i son I! I! 9! Echan- tillon N N Ni tu ce w f% L'acier pour moulage, résistant à la chaleur de la pré- sente invention est donc extrêmement supérieur aux matières HP classiques en ce qui concerne la résistance à la cassure par fluage aux températures élevées et la résistance au choc thermique. Particulièrement, quand la résistance élevée à la carburation est exigée pour l'acier, cet acier peut avoir cette propriété amélioréetout en minimisant la diminution de la résistance à la cassure par fluage aux températures élevées et de la résistance au choc thermique, en incorporant Ti et Al dans l'acier en des quantités comprises dans les gammes spécifiées par la présente invention. Par conséquent, l'acier de la présente invention est bien approprié comme matière pour divers appareils et parties d'appareils qui doivent être utilisés à des températures supé- rieures à 10000C, par exemple, pour les tubes de craquage pour l'éthylène et les tubes de reformage dans l'industrie pétrochimique ou pour rouleaux pour soles et tubes radiants dans l'industrie sidérurgique et les industries qui s'y rat- tachent. Il doit être bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limita- tif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la pré- sente invention tel que défini dans les revendications ci- annexées. REVENDICATIONS 1.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, contenant les constituants suivants dans les proportions ci-dessous, exprimées en % en poids: C 0,3 -0,6, 0 t Si. 2,0, O C Mn z 2,0, Cr 20 - 30, Ni 30 - 40, Nb + Ta 0,3 - 1,5 W 0,5 - 3,0 N 0,04 - 0,15 B 0,0002 - 0,004, Ti 0,04 - 0,50 et A1 0,02 - 0,50, le reste étant essentiellement Fe. - 2.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient 0,04 à 0,15 % en poids de Ti et 0,02 à 0,07 % en poids de A1. 3.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient 0,04 à 0,50 % en poids de Ti et 0,07 à 0,50 % en poids de Al. 4.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, conte- nant les constituants suivants dans les proportions ci-des- sous exprimées en % en poids: C 0,3 - 0,6, O W 0,5 - 3,0, N 0,04 - 0,15, B 0,0002 - 0,004, Ti 0,04 - 0,50, Al 0,02 - 0,50 et Mo 0,2 - 0,8, le reste étant essentiellement Fe. 5.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il contient 0,04 à 0,15 % en poids de Ti et 0,02 à 0,07 X en poids de Ai. 6.- Acier pour moulage, résistant à la chaleur, selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il contient 0,04 à 0,50 % en poids de Ti et 0,07 à 0,50 X en poids de Ai.