Brevet FR2664909A1 — publié le 19920124

ACIER AUSTENITIQUE AYANT UNE RESISTANCE AMELIOREE A HAUTE TEMPERATURE ET PROCEDE POUR SON OBTENTION ET LA REALISATION DE PIECES MECANIQUES, EN PARTICULIER DE SOUPAPES. La présente invention concerne un acier austénitique possédant une résistance améliorée à haute température, utile en particulier pour la fabrication de soupapes Elle concerne également un procédé pour l'obtention d'un tel acier. Bien que les aciers austénitiques classiques présentent d'intéressantes propriétés mécaniques associées à une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation, ces propriétés ne sont pas entièrement satisfaisantes dans certaines conditions d'utilisation très drastiques C'est le cas de nombreuses pièces de machines destinées à fonctionner à des températures très élevées soumises à d'importants efforts mécaniques et actions corrosives, telles que: outils pour déformation à chaud, éléments de fixation (vis, écrous,), organes de commandes. Un exemple caractéristique est celui des soupapes pour moteur automobile Le choix d'un matériau pour la réalisation de celles-ci doit tenir compte d'un grand nombre de facteurs souvent contradictoires directement rattachés aux conditions très particulières de fonctionnement auxquelles elles sont soumises. Les compositions des aciers généralement utilisés pour la fabrication de soupapes comprennent les teneurs suivantes (% en poids): 0,4 à 0,9 % de carbone 8,0 à 22 %de chrome jusqu'à 10 % de nickel jusqu'à 10 % de manganèse jusqu'à 0,6 % d'azote Différentes améliorations ont été apportées en particulier par des additions éventuelles de niobium, tungstène et molybdène. Les compositions et les caractéristiques de ces aciers figurent dans de nombreuses normes françaises et étrangères (AFNOR DIN, etc). Si tous ces aciers donnent satisfaction quand la température d'utilisation reste inférieure à 7000 C, aucun ne convient réellement pour les pièces mécaniques destinées à fonctionner à des températures supérieures ou égales à 8000 C, surtout quand elles sont exposées à des phénomènes d'oxydation et/ou de corrosion importants. Aussi, pour des pièces soumises à ces conditions très sévères, il est nécessaire d'employer soit des alliages à base de nickel du type NIMONIC, soit des "artifices" permettant de refroidir les pièces. Les alliages NIMONIC présentent l'inconvénient d'être très onéreux du fait de leur teneur élevée en nickel et des précautions que l'on doit prendre lors de leur élaboration ainsi que du traitement thermique ultérieur indispensable. Quand aux "artifices" permettant de refroidir les pièces en cours de fonctionnement, ils conduisent toujours à des solutions mécaniques complexes et, par conséquent, également très onéreuses. Tout récemment, il a été proposé dans la demande de brevet français n* 2 595 717, un acier austénitique comprenant les éléments suivants (% en poids) 0,40 à 0,65 % de carbone 0,35 à 0,60 % d'azote 2,0 à 3,0 % de manganèse 22,0 à 24,0 % de chrome 7,5 à 8,5 % de nickel 0,7 à 1,3 % de molybdène 0,6 à 1,2 % de vanadium 0,7 à 1, 5 % de niobium jusqu'à 0,3 t de silicium jusqu'à 0,03 % de soufre jusqu'à 0,025 % de phosphore le fer et les impuretés constituant le complément à 100 % Cette composition doit être associée à un traitement thermique spécifique. Cette nuance, dans des conditions sévères de fonctionnement (haute température supérieure à 800 et alternances nombreuses dans le domaine des précipitations des carbures entre 600 et 8500), sera sujette à des précipitations importantes de carbonitrures secondaires type M 23 (CN)6 qui affecteront la résistance à l'oxydation, à la corrosion, en générant des zones déchromisées inter ou ultragranulaires, ainsi que ténacité et ductilité du matériau. En conséquence, pour des pièces mécaniques soumises à des efforts mécaniques ainsi qu'à des températures et gradients de températures importants, dans une atmosphère particulièrement corrosive, on ne dispose que de matériau plus ou moins convenables mais surtout très onéreux quand leurs caractéristiques techniques sont meilleures. Il apparaît donc qu'il existe un besoin pour un acier présentant à la fois une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion et de bonnes caractéristiques mécaniques, à des températures supérieures à 8000 C, en particulier dans l'intervalle 800-9000 C Outre son aspect technique, l'acier doit également satisfaire à des critères économiques Il est en effet nécessaire que le prix et la mise en oeuvre de l'acier précité conduisent à une solution dont le coût global soit moins élevé que celui des aciers actuellement disponibles. L'objectif de la présente invention est de remédier aux inconvénients des matériaux connus jusqu'alors. A cette fin, l'objectif de l'invention est de fournir un acier pouvant être employé à haute température et dans une atmosphère corrosive. Un autre objectif est de fournir un acier présentant à la fois des caractéristiques mécaniques convenables associées à une meilleure résistance aux agents corrosifs. Un troisième objectif est de fournir un procédé pour l'obtention dudit acier et la réalisation de pièces mécaniques telles que par exemple des soupapes, conduisant à un compromis entre des caractéristiques mécaniques adaptées à leur utilisation à haute température dans une atmosphère corrosive et un coût modéré. Ces objectifs ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un acier austénitique caractérisé en ce qu'il comprend notamment (% en poids): une teneur en carbone inférieure à 0,4 %, une teneur en chrome supérieure à 22 %, un ou plusieurs éléments carburigènes choisis parmi le groupe constitué du niobium, du titane, du tungstène, du molybdène et du vanadium, dont la teneur est inférieure à 2,5 %, 4 à 15 % de nickel, 2 à 10 % de manganèse, 0,40 à 0,60 % d'azote, l'équilibre de l'ensemble des constituants étant tel que la structure austénitique obtenue soit totalement monophasée. L'invention a également pour objet un procédé pour l'obtention dudit acier austénitique, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur l'acier selon l'invention, une mise en solution des constituants à une température comprise 10000 C et 12300 C suivie d'un refroidissement rapide. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le procédé consiste de plus à réaliser un traitement de stabilisation de la structure à une température comprise entre 720 et 860 C pendant 1 à heures. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel donné à titre d'exemple illustratif mais non limitatif. Etant donné le domaine de températures élevé dans lequel est destiné à être employé cet acier austénitique, la structure de celui-ci doit être aussi stable que possible De plus, cette stabilité doit être conservée même lorsque l'acier est soumis à des gradients de températures importants comme précités. Dans les aciers austénitiques réfractaires contenant du carbone et du chrome, on observe fréquemment la précipitation de carbures de chrome, intra ou intergranulaires parallèlement à des variations de températures importantes Ainsi, pour atteindre notre objectif, à savoir obtenir un acier présentant une structure stable à haute température, la précipitation des carbures de chrome doit être limitée au maximum; celle-ci engendre en effet une certaine fragilisation de l'acier par abaissement de la ductilité et une certaine détérioration de la résistance à la corrosion et à l'oxydation. On constate les mêmes effets pour les précipitations des phases intermétalliques telles que la phase sigma Cette phase est très riche en éléments alphagènes tels que le chrome et le molybdène Ces précipitations peuvent être à l'origine d'une détérioriation très conséquente au niveau de la résistance aux agents corrosifs dans les zones contig es aux précipités en appauvrissant ces zones en éléments d'alliages Or, ces derniers permettent d'assurer une bonne résistance mécanique. En outre, la présence de phases intermétalliques dures détériorent ductilité et ténacité du matériau ainsi que la résistance à l'oxydation et aux agents corrosifs. Toutes ces contraintes liées aux conditions d'utilisation limitent considérablement le nombre de compositions métallurgiques possibles et il n'était donc pas évident de déterminer la nature et les proportions des constituants permettant de satisfaire aux objectifs de l'invention et résoudre le problème de résistance à haute température. L'acier conforme à l'invention répond aux exigences précitées. L'acier austénitique selon l'invention contient du chrome en une quantité supérieure à 22 % en poids et comprise de préférence entre 24 et 26 % en poids Cette teneur en chrome plus importante que celle des aciers austénitiques usuels, permet d'améliorer la résistance à l'oxydation et aux agents corrosifs. L'acier austénitique conforme à l'invention comprend également des éléments carburigènes tels que le molybdène, le tungstène, le vanadium le niobium et le titane Leur teneur est de préférence inférieure à 2,5 % en poids Ces éléments conduisent à la formation de carbures stables, tout au moins dans le domaine des températures considéré et évite la formation de carbures de chrome Les phases que forment ces éléments (carbures "primaires") durcissent la matrice, ce qui permet d'assurer une bonne rigidité à chaud De plus, ces carbures "primaires" piègent une partie du carbone ce qui restreint avantageusement la quantité de carbone disponible pour former des carbures "secondaires" au chrome, de type M 23 C 6 Leur teneur limitée est avantageuse car ces carbures "secondaires" fragilisent la structure et diminue les résistances à l'oxydation et à la corrosion. De surcroît, l'acier austénitique selon l'invention comprend une faible teneur en carbone. Celle-ci est inférieure à 0,4 % et comprise de préférence entre 0,2 et 0,4 % Cette faible teneur est avantageuse en ce sens qu'elle permet de restreindre encore la quantité de précipitations de carbures. Il résulte du piégeage du carbone par les carbures "primaires" et de la faible teneur en carbone de l'acier austénitique selon l'invention, une amélioration importante des caractéristiques mécaniques et de résistances à l'oxydation et à la corrosion. L'acier austénitique selon l'invention contient une teneur en azote élevée, comprise de préférence entre 0,40 et 0,60 % en poids. La teneur en nickel est, quant à elle, comprise entre 4 et 15 % en poids, de préférence entre 8,5 et 12 %. La composition de l'acier selon l'invention comprend également du manganèse, entre 2 et 10 % en poids. La teneur en azote élevée et l'ajustement des teneurs en nickel et en manganèse contribuent à la stabilité de l'austénite. Du silicium, du soufre et du phosphore sont également présents en quantités très faibles, respectivement jusqu'à 0,25 %, 0,025 % et 0, 030 % en poids Enfin, le fer et les impuretés classiques complètent à 100 % la composition. Une composition typique d'un acier selon l'invention peut être la suivante (% en poids): 0,20 à 0,40 % de carbone 24 à 26 % de chrome 0,2 à 1,2 % de niobium 0,2 à 1,2 % de tungstène 0,2 à 1,2 % de molybdène 0,2 à 1,2 % de vanadium 0,40 à 0,60 % d'azote -4 à 8 % de manganèse -8,5 à 12 % de nickel jusqu'à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,025 % de soufre jusqu'à 0,030 % de phosphore le fer et les impuretés traditionnelles constituant le complément à 100 %. Selon une variante préférentielle, un acier austénitique conforme à l'invention comprend (% en poids): 0,35 à 0,38 % de carbone 24 à 26 % de chrome 0,40 à 0,60 % de niobium 0,65 à 0,80 % de tungstène 0,65 à 0,80 % de molybdène 0,40 à 0,60 % de vanadium 0,45 à 0, 55 % d'azote -4 à 6 % de manganèse -8,5 à 11 % de nickel jusqu'à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,010 % de soufre jusqu'à 0, 030 % de phosphore le fer et les impuretés traditionnelles constituant le complément à 100 %. Les caractéristiques mécaniques ainsi que la résistance à l'oxydation et aux agents corrosifs sont également liées au traitement que subit l'acier En effet, pour obtenir les caractéristiques optimales de l'acier conforme à l'invention, il est nécessaire de le soumettre à des traitements thermiques spécifiques. Ainsi, le procédé conforme à l'invention consiste à réaliser deux ou trois opérations subséquentes à la fabrication propre de l'acier de composition précitée. Au cours de la première étape, on réalise sur l'acier obtenu selon une méthode classique, la mise en solution des différents constituants. Cette étape est suivie d'un refroidissement rapide consistant en un traitement d'hypertrempe à l'air ou plus rapide selon la taille du produit. Enfin, d'une manière optionnelle, on effectue un traitement de stabilisation. Le tableau I indique des exemples (A à G) de compositions d'acier selon l'invention analysés et testés, l'exemple T (acier réfractaire pour hautes températures connu), étant pris comme référence. TABLEAU I Identification C Si Mn Ni Cr Mo W Nb V N 2 (T) X 21 RC (W I-4882) 0,52 0,35 8,6 3,60 20,7 0,04 0,99 0,47 (A) C 23 V 0,5 Nb 0,5 0,39 0,18 4,7 8,50 23,1 0,72 0,74 0,43 0,45 0,48 (B) Cr 23 V 1 Nb 1 0,39 0,19 5,5 8,40 22,8 0, 72 0,72 1,07 1,00 0,55 (C) Cr 24 V 0,5 Nb 0,5 0,40 0,22 4,75 8,45 24,2 0,73 0,74 0,43 0,46 0,50 (D) Cr 24 V 1 Nb 1 0, 39 0,20 4,65 8,45 24,0 0,73 0,74 1,00 0,96 0,47 o (E) Cr 25 V 0,5 Nb 0,5 (Ni 8,5) 0,35 0, 18 5,20 8,60 25,6 0,73 0,66 0,44 0,45 0,47 (F) Cr 25 V 0,5 Nb 0,5 (Ni 10) 0,38 0,21 5,3 10,2 25,3 0,69 0,71 0,45 0,45 0,54 (G) Cr 25 V 1 Nb 1 (Ni 5) 0,39 0,20 4,9 4,5 24, 2 0,61 0,74 1,07 1,04 0,54 (O là Toutes ces compositions, après hypertrempe depuis 1000 ou température supérieure, conduisent à des structures austénitiques totalement monophasée, sans trace de ferrite delta, quelle que soit la température de traitement tout au moins jusqu'à 12000 C. L'influence de la température de mise en solution sur la microstructure des aciers selon l'invention ainsi que sur les caractéristiques mécaniques a été étudiée Les résultats sont donnés dans le tableau II pour les caractéristiques à température ambiante et dans le tableau III pour les caractéristiques à haute température. TABLEAU Il aractéristiqutles à l'ambiante H Hypertremp 6 51 Hypertremp 6 + traitement de stabilisation à 760 52 Hypertremp 6 + traitement de stabilisation à 820 11-1/ Après mise en solution à 100 ' C Etat Thermique Si Si H Si Si Rm (M Pa) Rp 0,2 (M Pa) A % ( 5 d) 26,0 26,5 27, 0 27,0 19,7 22,0 ,0 22,6 27,0 26,0 26,5 26,0 29,0 ,0 ,5 18,4 19,6 On O q N q O Acier T A à d 11. D 3 U ZS IS OO 4 Li ç uoipilo UQ Q 51 W s Jv /Z-ii KO (O' {D {D 6 Z 61, IE Val S'0 m S'g 8 ú 9 ú 9 X H, '9 z S'LZ 9 ú 9 OES LS L 65 L 95 Z 8 s 9 v 01 L 66 Z 66 Z 00 oo il nvaifiv L 59 S;'S LOZ Lbú ZS 89 S'PL 61 Z 09 IS 69 S'UV 9 OZ CSú il à W) Zv SIZ Ont ZS PW OL OZZ Súú IS - L 9 úS L 91 t 6 Z ZS 549 Lú úX 1 Zlú IS a L 9 V'it 88 SZú ZS 69 O'gp 88 I Lúú IS D 69 s'pp ZZ úK ZS 09 Lg OúZ 9 s; IS U LL S'úL 68 X PIú ZS SL O '6 S 06 I OZ; IS v OS O'ZS PLI 86 Z ZS 6 p O'ps 9 LI LOú IS ú (Ud YO) onblmaaq i O %'Z (PS) %> V Z'O du (Udli) Wt U lult aola V 1 )o 080 l V uolll Ous ua os 11 SV /1-11 Ill Do t L 8 op aanllua 9 dmal ul y Smlll Sl Loa'e Il I FI Valqrv& %% S'91 > 9 E 8 ú 8 P S'ip S'l T S'95 S'9 E (omlns) 11 i nfvitiav i. OL Z'9 9 Lú Z 9 E PLú ZS H 9 OZ 9 t Z OOZ; o O z LXZ Ulz LEZ 6 g" 6 88 l M 81 a 4 0 s os H u ZS HS H ú il ZS TS ú KO (O (D ,(ZLL uoililos uâ QSIW sidv /Z,-Ill Par chauffage à 1070/1080 'C, la totalité des carbures ou carbonitrures de chrome, de type M 23 (CN)6 est solubilisée En outre, il subsiste au sein de la matrice hypertrempée un squelette de carbures primaires insolubles à ces températures. Lorsque la mise en solution des constituants est réalisée vers 11200 C on observe que, pour l'acier de référence T, qui possède une teneur en carbone plus importante que celle des aciers selon l'invention, la taille du grain commence à croître dans les espaces les moins carburés Au contraire, dans les exemples à faible teneur en carbone, une microstructure relativement fine est conservée Non seulement la taille du grain est fine mais l'on note également un certain affinage du faciès cristallin des carbures primaires. A des températures plus élevées, supérieures à 11500 C par exemple, le grain grossit. Enfin, au-delà de 1230 'C, il apparaît un risque de brûlure. En conséquence, la température de mise en solution des constituants est comprise entre 1000 et 1230 C Celle-ci se situe avantageusement dans l'intervalle 1080-1150 C Selon un mode de réalisation préférentiel, la mise en solution est effectuée à 1120 C pendant une heure ou moins. Le second traitement thermique du procédé selon l'invention consiste à effectuer un traitement de "stabilisation", appelé encore traitement de "vieillissement" à une température comprise entre 720 et 860 'C et dont la durée varie de 1 à 50 heures Il est de préférence réalisé à une température comprise entre 750 et 8600 C pendant 5 à 20 heures. Ce traitement contribue à l'affinage de la structure micrographique, en apportant une homogénéité certaine dans la répartition et la taille des précipités Il permet également de parachever l'évolution de la structure obtenue par le traitement thermique précédent _ L'effet de ce traitement est d'autant plus favorable que le traitement de mise en solution précédent est réalisé à des températures situées dans le domaine inférieur de l'intervalle précité, à savoir à des températures inférieures à 1150 'C Ainsi, selon un mode de réalisation préférentiel, le traitement de mise en solution est réalisé à une température de 11200 C pendant une heure et le traitement de stabilisation est réalisé à une température comprise entre 750 et 860 'C pendant 5 à 20 heures Ces conditions permettent de ne pas affecter la ductilité du métal par une chute brutale de l'allongement et de la striction En tout état de cause, cet effet est nettement moins marqué pour les aciers selon l'invention que pour les aciers classiques plus carburés. Selon le mode de réalisation préférentiel précité, dans lequel la mise en solution des constituants est réalisée à environ 1120 'C, on obtient la solubilisation quasi complète des carbures ou carbonitrures secondaires de chrome de type M 23 (CN)6 conjointement à une stabilisation des carbures primaires formés à partir des éléments carburigènes. Ces effets combinés de solubilisation complète des carbures secondaires et de stabilisation des carbures primaires sont particulièrement avantageux car la structure à grains fins engendrée permet de retarder la précipitation des carbures ou carbonitrures secondaires lorsque l'acier est soumis à des températures élevées en cours d'utilisation Or, cette précipitation intergranulaire est fragilisante De surcroît, le choix délibéré d'une basse teneur en carbone contribue à diminuer la densité des précipitations, qui se trouvent ainsi réparties sur une surface de joints très importante. Pour obtenir des pièces mécaniques à base de l'acier selon l'invention, les opérations thermiques décrites précédemment sont de préférence effectuées après la mise en forme de la pièce à fabriquer afin que cette dernière ne vienne affecter l'efficacité desdites opérations thermiques auxquelles sont étroitement liées les caractéristiques finales de la pièce Néanmoins, l'homme de métier pourra choisir de réaliser la mise en forme de la pièce postérieurement à l'une ou à l'ensemble de ces opérations selon les conditions d'élaboration de ladite pièce Cette mise en forme est effectuée à l'aide de toute méthode métallurgique telle que par exemple formage, laminage, matriçage, extrusion, etc Selon ce procédé, on peut par exemple obtenir des soupapes présentant des caractéristiques mécaniques ainsi qu'une résistance aux agents corrosifs améliorée et plus économiques que les solutions actuellement employées. Afin de mettre en évidence les avantages des aciers austénitiques conformes à l'invention et de leur procédé de fabrication, des tests mécaniques et de résistance à l'oxydation et à la corrosion ont été effectués. ESSAIS DE FLUAGE Les essais de fluages sont réalisés à 8150 C température qui correspond sensiblement à la température de fonctionnement d'un moteur à hautes performances et donc à laquelle sont soumises par exemple des soupapes d'échappement. Les courbes de fluage enregistrées présentent une allure logarithmique et l'on choisit de tracer les droites dans le diagramme Log 13/Log t suivant la formule: Logdf (M Pa) = a log t + b dans laquelle a, et b sont des constantes. Ce tableau montre qu'en fonction de la température de mise en solution, 1080 ou 1120 'C, les valeurs cr donnant 1 % de déformation en 100 heures augmentent Cette augmentation est d'autant plus nette que la teneur en chrome dans la composition de l'acier selon l'invention augmente, les teneurs en éléments carburigènes étant fixes. Par ailleurs, on remarque que la teneur en carbone n'a pas d'effet important sur la limite de fluage En outre, la teneur en azote élevée et l'ajustement des teneur en nickel (ex: E, F, G) garantissent la stabilité de l'austénite. ESSAIS D'OXYDATION ET DE CORROSION 1) Oxydation sèche Le test a été réalisé sur des aciers selon l'invention après mise en solution à 1080 ou 1120 'C. La méthode expérimentale utilisée est celle des normes ASTM Gl et ASTM G 54, A 872-C, l'essai ASTM impose une durée d'exposition de 100 heures. La perte de poids est déterminée en; dissolvant la calamine formée jusqu'au métal sain dans la solution décapants à base d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique dans les proportions suivantes: HN 03 25 % + HF 7 % + H 20 68 % (% en poids) La perte de poids mesurée est celle qui correspond au point de rencontre des deux courbes relatives l'une à l'enlèvement de la couche de calamine, la seconde à la dissolution de la couche métallique sous- jacente, riche en éléments réducteurs tels que le chrome, le silicium, le molybdène, Les résultats sont rassemblés dans le tableau V. oz o r o U Ol sz v Oz sz V Oz 9 t, 9 ', ZS 8 p LZ 9 z (;'d W) o 0801 v Uollnlos Uz O Sl W s A Idv zs IS H ZS IS 1 H d ZS IS H zs Hs H Q ZS IS i ZS IS H ZS ls ZS zel z-s Fi ISI onblwtoql D U v (O ?a ULI 1 AI fl VI IHUV S' OL OL O 8/s L 08/SL 08/SL 09 V 85 09 v 8 s 09 v 85 U ( 'd SW S -v soinz H OOL uo Qaunkl 01) sltss 3 0 M + S Zu I 09 L + SII m Zi I VL'0 z S'0 OL'o z' D Il is'o 6 s'o v 'z Os'I O 8 + 080 l 09 L + 0801 4001 O U 8/f UOIIWP )xo onblwtloql uolluphxo,p la U Ol SO Jj Mo op s L Ss p A f V 2 'f Ia V L v In 6 L'IO ç O 't 89 '0 úP'O z P'O W'O "'o à a -Sk D D (O (OI 2 e Ces résultats montrent que le comportement des aciers austénitiques selon l'invention est très différent de celui de l'acier de référence (T) En effet, la couche de calamine adhère fortement à l'acier pour les compositions selon l'invention alors qu'au contraire, pour l'acier de référence, elle est très friable. De plus, l'acier de référence est violemment attaqué par la solution nitro-fluorhydrique Dans ce cas témoin, la solution décapante employée est donc une solution au sulfate ferrique. 2) Attaque par des agents corrosifs Les conditions choisies sont les suivantes: a) oxyde de plomb Pb O à 9170 C pendant 1 heure b) mélange sulfate de sodium Na 2 SO 4 90 % et chlorure de sodium Na Cl 10 % pendant 1 heure. Ces conditions correspondent à des environnements caractéristiques de moteur; essence contenant des additifs plombifères dans le premier cas, et moteur diesel en milieu marin dans le deuxième cas. Les résultats sont rassemblés dans les tableaux VI et VII. OZ 8 + SZ Il 09 L +,sz I Szil 0 08 + 0801 09 L + 0801 q zw'/i (d OOLI) a In Ol / Do LZ 6 -' O o L IW;N + (% 06) t'OSZN | IIA fl Ia VLVI Ll 6 l OZ 8 + s Z Il 09 L + S Zii OZ 8 + 0801 09 L + 0801 l A fl V Iq IUV q I x zwp/g (a SL 9 l) ojnatq/ Do L 16 | Oqd opx O I l ú 9 6 s OS LL OL PL ú 9 SL LS 6 L t S (O 2 t Ces tableaux montrent le très bon comportement de tous les aciers testés. L'acier austénitique selon l'invention présente des caractéristiques mécaniques à haute température fortement améliorées, en particulier de résistance au fluage en comparaison de l'acier de référence (T) du type W 1 4882 Cet acier présente également une très bonne résistance à l'oxydation et aux agents corrosifs dans des conditions d'utilisation très sévères. En outre, ces caractéristiques sont obtenues parallèlement à une faible augmentation du coût. Le procédé selon l'invention permet quant à lui d'atteindre les valeurs optimales des caractéristiques précitées. Enfin, l'invention permet la fabrication de pièces pouvant être utilisées dans des conditions très sévères de température et de milieu corrosif. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation cidessus décrit pour lequel on pourra prévoir des variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Acier austénitique ayant une résistance mécanique améliorée à hautes températures et une résistance aux agents corrosifs accrues, caractérisé en ce qu'il comprend notamment (% en poids): une teneur en carbone inférieure à 0,4 %, une teneur en chrome supérieure à 22 %, un ou plusieurs éléments carburigènes choisis parmi le groupe constitué du niobium, du titane, du tungstène, du molybdène et du vanadium, dont la teneur est inférieure à 2,5 %, 0,40 à 0,60 % d'azote, 4 à 15 % de nickel, 2 à 10 % de manganèse, l'équilibre de l'ensemble des constituants étant tel que la structure austénitique obtenue soit totalement monophasée. 2 Acier austénitique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend (% en poids): 0,20 à 0,40 % de carbone 24 à 26 % de chrome 0,2 à 1,2 % de niobium 0,2 à 1,2 % de tungstène 0,2 à 1,2 % de molybdène 0,2 à 1,2 % de vanadium 0,40 à 0,60 % d'azote 4 à 8 % demanganèse 8,5 à 12 % de nickel jusqu'à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,025 % de soufre jusqu'à 0,030 % de phosphore le fer et les impuretés traditionnelles constituant le complément à 100 %. 3 Acier austénitique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend (% en poids): 0,35 à 0,38 % de carbone 24 à 26 % de chrome 0,40 à 0,60 % de niobium 0,65 à 0,80 % de tungstène 0,65 à 0, 80 % de molybdène 0,40 à 0,60 % de vanadium 0,45 à 0,55 % d'azote 4 à 6 % de manganèse 8,5 à 11 % de nickel jusqu'à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,010 % de soufre jusqu'à 0,030 % phosphore le fer et les impuretés traditionnelles constituant le complément à 100 %. 4 Procédé pour l'obtention d'un acier austénitique ayant des caractéristiques mécaniques améliorées à hautes températures et une résistance aux agents corrosifs accrue, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur un acier austénitique selon l'une quelconque des revendications précédentes, une mise en solution des constituants à une température comprise entre 1000 C et 1230 C suivie d'un refroidissement rapide. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à réaliser un traitement de stabilisation de la structure à une température comprise entre 720 et 860 C pendant 1 à 50 heures. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le traitement de mise en solution est réalisé à une température comprise entre 1080 et 1150 C. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le traitement de mise en solution est réalisé à 11200 C. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la durée du traitement de mise en solution est inférieure à 1 heure. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le refroidissement rapide consiste en un traitement d'hypertrempe à l'air ou plus rapide selon la taille du produit. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le traitement de stabilisation est réalisé à une température comprise entre 750 et 820 C pendant 5 à 20 heures. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement de mise en solution est réalisé à une température d'environ 11200 C pendant une heure et en ce que le traitement de stabilisation suivant est réalisé à une température comprise entre 750 et 860 'C pendant 5 à 20 heures. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste au préalable à mettre en forme la pièce à fabriquer.