Acier allié pour, notamment, des tubes de cycles

Abstract

 L'invention se rapporte à un acier comportant, en poids, 0,23 à 0,29% de carbone, 0,23 à 0,28% de silicium, 0,15 à 0,25% de molybdène, moins de 0,035% de phosphore, moins de 0,035% de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles.
L'acier selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte 1 à 1,35% de manganèse, 0,20 à 0,40% de chrome, 0,08 à 0,15% de vanadium.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un acier allié destiné aux traitements thermiques et utilisable, notamment, pour des tubes de cycles.

[0002] On connaît sous la dénomination AFNOR 25CD4 un acier allié dont la composition théorique est : 0,25 X de carbone, 0,75 X de manganèse, 0,₂5 % de silicium, 1 % de chrome, 0,22 % de molybdène, moins de 0,035 % de phosphore, moins de 0,035 % de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles.

[0003] Le traitement thermique de référence consiste en une trempe à 860°C et un revenu à 550°C.

[0004] On utilise un acier de ce type pour des tubes de cadres de cycles. Cet acier doit être brasé au moment de la fabrication des cadres. On cherche à alléger au maximum les cadres et on a besoin d'aciers dont la résistance à la traction est maximum.

[0005] La présente invention a pour but de fournir un acier dérivé d'un acier du type précédent et présentant une résistance à la traction améliorée. L'invention fournit un acier allié avec dispersoldes qui, outre une bonne résistance à la traction, présente une aptitude à la déformation à chaud et à froid remarquable et une bonne aptitude au brasage.

[0006] Le but recherché est atteint par un acier résistant à la traction et à la fatigue et ayant de bonnes propriétés de brasage, comportant en poids, 0,23 à 0,29 % de carbone, 0,23 à 0,28 % de silicium, 0,15 à 0,25 % de molybdène, moins de 0,035 % de phosphore, moins de 0,035 % de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles, et caractérisé par le fait qu'il comporte 1 à 1,35 % de manganèse, 0,20 à 0,40 % de chrome, 0,08 à 0,15 % de vanadium.

[0007] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante.

[0008] La teneur en carbone est comprise en poids entre 0,23 et 0,29 X. L'acier contient du manganèse dans une proportion comprise entre 1 et 1,35 % et de préférence entre 1,10 et 1,20 X. Cet élément renforce la résistance à la traction.

[0009] La teneur en phosphore ou en soufre ne dépasse pas 0,035 X.

[0010] L'acier contient du chrome avec une teneur comprise entre 0,20 et 0,40 % et préférentiellement entre 0,25 et 0,30 X. L'acier comporte du molybdène avec une teneur comprise entre 0,15 et 0,25 %.

[0011] L'acier contient du vanadium avec une teneur comprise entre 0,08 et 0,15 % et préférentiellement entre 0,08 et 0,12 %. Cet élément confère à l'acier une résistance à la traction améliorée en formant des précipités ultrafins (dispersoîdes).

[0012] . La teneur en silicium est comprise entre 0,23 et 0,28 %.

[0013] La teneur en nickel est inférieure à 0,20 X.

[0014] De l'aluminium est ajouté à l'acier de manière que la teneur finale en aluminium soit comprise entre 0,01 et 0,02 %. Cette addition est effectuée sous forme de fil, en lingotière. L'aluminium joue le rôle de stabilisateur de grain fin sans avoir un rôle de désoxydant.

[0015] L'acier peut contenir des éléments résiduels tels que le cuivre et l'étain. La teneur maximum tolérée est de 0,1 % pour le cuivre et de 0,01 X pour l'étain.

[0016] A titre d'exemple, on a étudié plus particulièrement deux nuances d'acier conformes à l'invention et qui sont référencées A et B. Les compositions pondérales en % sont données dans le tableau 1 ci-dessous.

[0017] Le traitement thermique de l'acier selon l'invention correspond sensiblement au traitement thermique de référence de l'acier 25CD4. Ce traitement thermique de référence consiste en une trempe à 860°C environ et un revenu à 550°C environ.

[0018] Les nuances d'acier A et B ci-dessus ont été testées par des essais de résistance à la traction, de fatigue et de brasage. Les aciers selon l'invention présentent une bonne résistance à la traction. Cette résistance à la traction est de l'ordre de 860 N/mm². A titre de comparaison l'acier 25CD4 présente une résistance à la traction de l'ordre de 760 N/mm².

[0019] Les aciers selon l'invention présentent une résistance à la fatigue remarquable.

[0020] Les aciers selon l'invention sont tout-à-fait adaptés au brasage du fait qu'ils autorisent des surchauffes jusqu'à 1100/1200°C sans altération des propriétés mécaniques.

[0021] L'acier selon l'invention est particulièrement approprié pour fabriquer des tubes destinés à la fabrication de cadres de cycles.

Revendications

1.- Acier comportant, en poids, 0,23 à 0,29 % de carbone, 0,23 à 0,28 % de silicium, 0,15 à 0,25 % de molybdène, moins de 0,035 % de phosphore, moins de 0,035 % de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles,
caractérisé par le fait qu'il comporte 1 à 1,35 % de manganèse, 0,20 à 0,40 % de chrome, 0,08 à 0,15 % de vanadium.

2.- Acier comportant, en poids, 0,23 à 0,29 % de carbone, 0,23 à 0,28 % de silicium, 0,15 à 0,25 % de molybdène, moins de 0,035 % de phosphore, moins de 0,035 % de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles,
caractérisé par le fait qu'il comporte 1 à 1,20 % de manganèse, 0,25 à 0,30 % de chrome, 0,08 à 0,12 % de vanadium.

3.- Acier selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé par le fait qu'il comporte en poids jusqu'à 0,1 % de cuivre et jusqu'à 0,01 % d'étain.

4.- Acier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en poids 0,01 % à 0,02 % d'aluminium.

5.- Application d'un acier selon l'une quelconque des revendications précédentes à la fabrication de tubes destinés à des cadres de cycles.