Brevet FR2563534A1 — publié le 19851031

Alliage de bronze a plus de deux composants, à l'aluminium et au silicium. On sait que la majeure partie de la production totale de métaux est employée dans l'industrie sous forme d'alliages, ce qui modifie certaines des propriétés des métaux entrant dans la composition, en en accentuant certaines caractéristiques et en en corrigeant les défauts. Une importante catégorie d'alliages est celle des bronzes & plus de deux-composants a l'aluminium. Une caractéristique de ces alliages est représentée par la présence-de Mn , en vue d'en ameliorer les propriétés, spécialement la malléabilité. Un type d'alliage actuellement dans le commerce sous la dénomination de Nialloy 2510, également conçu par llinventeur de la présente invention et qui, bien qu'avec un bas pourcentage de Mn, présente des caractéristiques élevées de résistance aux contraintes mécaniques et à la corrosion, est composé comme suit Ni 14 - 16% Al 8,5 - 10,5% Zn 9,5 - 10,5% Fe maximum 1 Mn 0,15% P+Sn+S+Pb maximum 7,7% Cu Reste Ses caractéristiques mécaniques, a l'état brut de coulée, peuvent être considérées comme étant les suivantes Résistance 608 N/mm2 Limite élastique 265 Allongement 11 Dureté Brinell 160 HB La propriété principale de cet alliage est sa caractéristique de permettre l'estampage à chaud, méme en pièces d'un poids dépassant un kg. L'invention en objet améliore fortement les caractéristiques de ces alliages, ainsi que cela sera illustré plus loin. L'objet de l'invention est un alliage quaternaire, a composants multiples de bronze a l'aluminium qui, à côté de l'absence ou de la forte réduction du pourcentage en Mn, présente un pourcentage en Si allant de 0,5 a 2,58; Les pourcentages des autres composants restent plus ou moins les mêmes que pour l'alliage Nialloy 2510 déjà mentionné, à part les impuretés P + Sn + S + Pb qui, dans la présente invention, sont fortement réduites avec un maximum de 0,03%. La composition de cet alliage est la suivante Ni 12 - 20% Al 8,5 - 10,5% Zn. 8,5 - 10,5% Fe maximum 1% Mn " 0,15% Si 0,5 - 2,5% P+Sn+S+Pb maximum 0,03% Cu Reste L'apport de Si améliore considérablement les caractdristi- ques mécaniques à froid et à chaud, ainsi que l'indique le tableau suivant qui donne les valeurs obtenues au cours des essais. Résistance 686 N/mm2 Limite élastique 520 N/mm2 Allongement 5% Dureté Brinell 190 HB Cet alliage s'avère être particulièrement sensible aux traitements thermiques tels que recuit, normalisation, hypertrempe et autres, qui le rendent apte aux utilisations les plus diverses. Les pourcentaqes d'amélioration indiqués pour l'état brut de coulée, se vérifient également en ce qui concerne les différentes caractéristiques acquises par l'alliage à la suite de divers traitements, à chaud et à froid, tels que forgeage, étampage, filage, laminage, tréfilage, impression, frappe. Par exemple, les dureté et ténacité augmentent sensiblement. Par exemple encore, en effectuant un recuit complet poussé a 900 C, il est possible d'obtenir une réduction de la résis- tance et de la limite élastique de 30% avec une augmentation de l'allongement de 100%. L'effet positif de l'apport du Si ressort clairement aussi du "diagramme d'état". Les limites entre la phase "alpha" et la phase "alpha + gamma" (correspondant au début des composés fragiles outre l'eutectolde) se déplacent vers la phase "alpha" avec une forte diminution de la fragilité. L'alliage objet de l'invention, soumis à un traitement de recuit pendulaire, présente une augmentation considérable de la gamme de ses valeurs mécaniques. En résumé, on obtient Amélioration des caractéristiques à chaud. Accroissement de la résistance d l'usure à chaud et à froid. Accroissement de la résistance au glissement visqueux. Inoxydabilité à chaud et a froid. Densité moindre, donc poids spécifique plus bas. Moindre dilatation thermique. Sensibilité accrue au recuit, à la normalisation et à l'hypertrempe. Caractéristiques mécaniques élevées à chaud et à froid. Inaltérabilité des caractéristiques mécaniques jusqu'a 400in. Possibilité d'emploi jusqu'a 850C. Limite élastique augmentée jusqu'a 958. Excellentes possibilités de polissage. Résistance élevée, à chaud et à froid, à l'érosion, à la cavitation. Résistance élevée à la corrosion, à l'eau de mer, aux acides. Structure particulièrement stable permettant d'éviter le phénomène de cristallisation et le processus de fragilisation résultant de contraintes alternées et de chocs répétés. Aptitude à l'étampage a chaud. Aptitude particulière à l'emploi dans les industries chimi ques, du verre, alimentaires, extractives, les constructions navales et, en l'espèce, aptitude particulière à la fabrication de pignons, engrenages, vis motrices, vis sans fin, organes pour vapeur surchauffée, patins, hélices marines, coussinets a friction, vilebrequins, rotules, étampes. Etant donné que les applications de cette invention ont été décrites à titre d'exemple indicatif et non limitatif, il reste entendu que tout application équivalente des concepts inventifs exposés et tout produit réalisé et/ou opérant suivant les caractéristiques de l'invention rentreront dans son domaine de protection. Revendications 1. Alliage à plus de deux composants de bronze à l'aluminium, caractérisé par la présence d'une quantité considérable de Si, comprise dans la gamme 0,5 - 2,5%, par l'absence de Mn ou par une forte réduction de celui-ci ne dépassant pas une valeur de 0,15%, se maintenant à une valeur d'inclusion et non liant alors que les impuretés P+Sn+S+Pb ont une valeur maximum de 0,03%, le tout avec amélioration des propriétés à chaud et à froid, de la résistance à l'usure, et du glissement visqueux. 2. Alliage à plus de deux composants de bronze à l'aluminium, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans le "diagramme d'état", la limite entre les phases alpha et alpha + gamma est déplacée vers la phase alpha avec diminution de la fragilité. 3. Alliage aà plus de deux composants de bronze à l'aluminium, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après des traitements thermiques tels que recuit, normalisation, hypertrempe et autres, il se prête aux utilisations les plus variées et s'avère particulièrement apte à un emploi dans les industries chimiques, du verre, alimentaires, extractives, dans les constructions navales et, en l'espèce, à la fabrication de pignons, engre- nages, vis motrices, vis sans fin, organes pour vapeur surchauffée, patins, hélices marines, coussinets à friction, vilebrequins, rotules, étampes et autres organes. 4. Alliage à plus de deux composants de bronze à l'aluminium, suivant la revendication 1, caractérisé par la composition préférentielle suivante Ni 12 - 20% Al 8,5 - 10,5% Zn 8,5 - 10,5% Fe maximum 1% Mn " 0,15% Si 0,5 - 2,5% P+Sn+S+Pb maximum 0,03% Cu Reste présentant à l'état brut de coulée des valeurs sensiblement supérieures à celles des alliages courants, et sensiblement égales à Résistance 686 N/mm2 Limite élastique 520 N/mm2 Allongement 5% Dureté Brinell HB 190 et, à la suite des divers traitements et transformations, une dureté ou une ténacité accrues. 5. Alliage à plus de deux composants de bronze à l'aluminium, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, après un traitement de recuit pendulaire, sa gamme de valeurs mécaniques augmente considérablement.