CH204269A - Organe bimétallique. - Google Patents

Description

  Organe bimétallique.    La présente invention se rapporte à un or  gane bimétallique du genre de     ceux    qui sont  employés ordinairement dans     des    dispositifs  de commande     thermiques,    des     indicateurs    et  des dispositifs ayant des buts semblables;

    elle a pour but l'obtention d'un     bimétal        ther-          mostatique    présentant un coefficient de dé  formation élevé et pouvant être utilisé sur  une grande échelle de températures     sans    va  riation appréciable de son efficacité tout en  présentant également des     caractéri6tiques     physiques qui le rendent propre à l'usage  auquel il est     destiné    et pouvant être     fabriqué     sans difficulté par les méthodes habituelles.  



  L'organe bimétallique selon l'invention  consiste en une paire d'éléments ayant des  coefficients de dilatation différents, fixés -en  semble face à face: de n'importe quelle ma  nière appropriée, par exemple par soudure.  L'élément à coefficient de dilatation le plus  faible a une composition dans laquelle le fer  prédomine, telle que, par exemple, de l'acier  au nickel contenant de<B>3 5</B> % à 42 % environ  de nickel ou un alliage     fer-chrome        contenant       de 12 % à 25 % environ de chrome.

   L'élément  à. coefficient de dilatation le plus élevé est  un acier     contenant    du carbone à raison de  0,5 % à 1 % et au moins trois     constituants     d'alliage, dont le nickel et le manganèse, la  quantité totale de ces constituants étant com  prise     entre    17 % et 25 %.  



  Le troisième constituant d'alliage peut  être le chrome ou le     molybdène.    Il peut conte  nir quatre     constituants    d'alliage, par exem  ple du nickel, du     manganèse,    du chrome et  du molybdène.  



  Dans la fabrication des organes bimétal  liques du genre de celui auquel se rapporte  la présente invention, on emploie d'habitude  comme élément à coefficient de dilatation le  plus élevé un acier austénitique à faible te  neur en carbone et des     constituants    d'alliage  en quantités relativement grandes, .de     sorte     que l'acier reste stable aux conditions ordi  naires d'emploi. Ainsi un acier à faible te  neur en carbone employé actuellement pour  l'élément à coefficient de :dilatation le plus  élevé d'un     bimétal        thermostatique    contient      une quantité totale de nickel, chrome et man  ganèse représentant à peu près<B>30%</B> de l'a  cier.

   Un tel acier peut être facilement tra  vaillé et soudé, mais son coefficient de dila  tation n'est. pas aussi grand qu'il est désirable  pour certains usages.  



  L'expérience a montré qu'un élément à  coefficient de dilatation élevé approprié à des  usages thermostatiques et ayant un coeffi  cient de dilatation plus élevé que celui de  l'acier susmentionné peut être réalisé en em  ployant une teneur totale moindre de cons  tituants d'alliage et que, de plus, si les cons  tituants d'alliage se trouvent dans des pro  portions différentes de celles employées jus  qu'ici, l'acier est stable et présente des carac  téristiques physiques satisfaisantes.  



  L'élément à coefficient de dilatation le  plus élevé peut être un acier contenant de  faibles quantités de, silicium et de cobalt; il  peut, par exemple, contenir du nickel à rai  son 1 5 % à 2? % , du chrome de 2 % à. 8 %, du  manganèse de<B>M 'Il</B> à 5 % et du carbone de  <B>0.5%</B> à 7. % avec du silicium et du cobalt  n'excédant     pas    0,2 % et respectivement 0,1     %.     



  Le choix des quantités particulières des  divers constituants de     l'allia.ge,    dans les pro  partions susmentionnées, dépend de nom  breuses considérations avant trait aux effets  de ces constituants sur les caractéristiques  physique du produit final. Le nickel et le  manganèse, par exemple, sont des facteurs       importa.uts    pour amener le fer à. un état sta  ble et le maintenir dans cet état, le manga  nèse étant le plus efficace pour arriver à ce  résultat;     mais,    lorsqu'il est employé en trop  grandes quantités, il donne au produit final  des     ca.raetètes    physiques indésirables. Le  chrome avec le nickel a également pour effet  de stabiliser le fer et, en outre, il augmente la  résistance de l'alliage à. la corrosion.

   Une te  neur élevée en carbone, c'est-à-dire comprise  dans les proportions spécifiées, permet d'em  ployer de plus petites quantités totales de  nickel, de chrome et de manganèse sans     perte     de stabilité. De même, si on augmente la pro  portion île l'un quelconque des quatre consti  tuants, nickel. chrome, manganèse ou car-    bore, on peut     utiliser    de plus petites quantités  des autres constituants.  



       Ces    considérations montrent que l'on ne  recommande pas que chacun des     constituants     d'alliage figure, dans le nouveau matériau,  en quantité     approchant    soit des limites supé  rieures, soit des limites inférieures susmen  tionnées, mais que, par exemple, si un élé  ment doit présenter du nickel en quantité  voisine de la limite inférieure spécifiée pour  ce constituant, les quantités de chrome et de  manganèse présentes seraient dans les parties       supérieures    de leurs     proportions.    Si, dans ce  cas, on désire une résistance à la corrosion, on  peut employer une plus     grande    proportion de  chrome et une proportion plus faible de man  ganèse, alors due,

   si la. résistance à la. corro  sion n'est pas importante, on peut réduire la.  proportion de chrome et augmenter celle du  manganèse. La résistance à la corrosion de  l'élément d'un Bimétal à     coefficient    de dila  tation le plus élevé n'est pas toujours impor  tante,     toutefois.,    si l'élément à coefficient de  dilatation le plus faible consiste en du fer et  du nickel seulement, la     résistanee    à la. corro  sion de cet élément. sera, ordinairement moin  dre que celle de l'élément à coefficient. de di  latation le plus élevé et déterminera la résis  tance du Bimétal pris dans son ensemble.  



       Quelques    compositions du métal à plus  grand coefficient de     dilatation    de l'organe bi  métallique selon l'invention sont données, à  titre     d'exemples,    les pourcentages étant ap  proximativement les suivants dans chaque  cas:  
EMI0002.0021     
  
    <I>Exemple <SEP> 1:</I>
<tb>  \Tickel <SEP> 18 <SEP> % <SEP> à <SEP> 20 <SEP> ?;
<tb>  Chrome <SEP> ? <SEP> % <SEP> à <SEP> 3 <SEP> <B>101</B>
<tb>  Manganèse <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> à <SEP> 3
<tb>  Carbone <SEP> <B>0.5%</B> <SEP> à <SEP> 0,8 <SEP> %
<tb>  ?e <SEP> solde <SEP> étant <SEP> du <SEP> fer.

       
EMI0002.0022     
  
    <I>Exenaple <SEP> II:</I>
<tb>  Nickel <SEP> 19 <SEP> % <SEP> à <SEP> <B>M75%</B>
<tb>  Chrome <SEP> 'f <SEP> % <SEP>  < 1 <SEP> ?,5 <SEP> ?;
<tb>  Manganèse <SEP> 0,90 <SEP> % <SEP> à <SEP> 1.0 <SEP> ';
<tb>  Carbone <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> à <SEP> 0,6
<tb>  le <SEP> solde <SEP> étant <SEP> du <SEP> fer.       
EMI0003.0001     
  
    <I>Exemple <SEP> III:</I>
<tb>  Nickel <SEP> <B>19,5%</B>
<tb>  Chrome <SEP> 2,5
<tb>  Manganèse <SEP> 1 <SEP> %
<tb>  Carbone <SEP> <B>0,5%</B>
<tb>  le <SEP> solde <SEP> étant <SEP> du <SEP> fer.       Chacune des combinaisons     données    ci  dessus comprend de petites quantités de sili  cium et de cobalt n'excédant de     préférence     pas 0,2 % et respectivement 0,1 %.  



  Dans chacun des alliages faits selon l'in  vention, on peut employer du molybdène pour  remplacer une partie du nickel, du manganèse  ou du chrome. Lorsqu'on emploie du     molyb-          dène    pour remplacer le chrome, en tout ou  en partie, il faudra plus de nickel ou de  manganèse pour obtenir un alliage stable.  



  L'emploi de     molybdène    augmente la résis  tance de l'élément à des     températures    élevées  au-dessus de 400   C.  



  Un élément de la nouvelle     composition    à  coefficient de     dilatation    élevé est     caractérisé     par son coefficient de dilatation thermique  élevé et est efficace pour les     températures     allant de - 27   C environ à plus de<B>705.'</B> C.  Ainsi, un alliage selon l'exemple III a un  coefficient de dilatation thermique d'environ  18,9     X    10-6 à la température ordinaire, ce  coefficient augmentant à<B>19,8</B>     X    10-6 à la  température     d'environ    315   C.

   Un acier, qui  a été employé jusqu'ici comme élément à  coefficient de dilatation élevé et qui contient  environ 12 % de nickel, -environ 18 % de  chrome et de petites quantités d'autres élé  ments se trouvant habituellement dans l'acier,  a un coefficient de dilatation     thermique    d'en  viron 17,1     X   <B>10---6</B> à la température ordinaire,  ce coefficient augmentant à environ  18     X        10-6    à la température d'environ 315   C.  



  Puisque le nouvel alliage contient une  teneur en carbone relativement élevée, il est  plus difficile à. travailler et à souder que les  aciers     à,    faible teneur en carbone, mais ces  difficultés ne sont pas importantes et la fa  brication d'éléments thermostatiques avec  cet alliage n'en est pas gênée.

Claims (1)

1. REVENDICATION Organe bimétallique comprenant deux élé ments de coefficients de dilatation différents, figés ensemble, l'élément à coefficient de di- latatiôn le plus faible ayant une composition dans laquelle le fer prédomine, caractérisé en ce que l'élément à coefficient de dilatation le plus élevé est composé d'un acier contenant du carbone à raison de<B>0,5%</B> à 1 % et au moins trois constituants d'alliage, dont le nickel et le manganèse, la quantité totale de ces constituants étant comprise entre 17 et 25 %.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que le troisième des- dits constituants d'alliage est le chrome. 2 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que le troisième des- dits constituants d'alliage est le molyb dène. 3 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que lesdits consti tuants d'alliage sont le nickel, le manga nèse, le chrome et le molybdène.

   4 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'acier de l'élé ment à coefficient de dilatation le plus élevé contient de petites quantités de sili cium et de cobalt n'excédant pas 0,2 % et respectivement 0,1 %. 5 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'élément à coefficient de dilatation le plus élevé con tient du nickel à raison de<B>là % à</B> 22 %. 6 Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'élément à coef ficient de dilatation le plus élevé contient du manganèse à raison de 0,5 % à 5 %.

   7 Orgsne bimétallique selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'élément à coefficient .de dila tation le plus élevé contient du chrome à raison de 2 % à 8 %.

   8 Organe bimétallique selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'élément à coefficient de dila- tation le plus élevé contient du nickel à raison de<B>là %</B> à. 22 %, du chrome à raison de 2 % à 8 % et du manganèse à raison de 0,5 % à 5 %, le total des quantités de nickel, chrome et manganèse n'excédant pas 9-4,5% environ.

   9 Organe bimétallique selon la revendica tion et la. sous-revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément à coefficient de dila-taticn le plus élevé contient du nickel à raison de 18 % à 20 /00', du chrome à, raison de 27o à 3%, du manganèse à, rai son de 0,5 % à 3 % et du carbone à rai- sion de 0,5 % à. 0,8 %.

   10 Organe bimétallique selon la revendica- tion et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'élément à coefficient de dila tation le plus élevé contient du nickel à raison de 19%' à.<B>19.75%,</B> du chrome à.

   raison de 2 % à 2,5 %, du manganèse à raison de 0,9 % à. 1 % et du carbone à rai son de 0,5 % à 0,6%. <B>Il</B> Organe bimétallique selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caracté risé en ce que l'élément à coefficient de dilatation le plus élevé contient du nickel à. raison de 19,5% environ, du chrome à raison de<B>2,5%</B> environ, du carbone à rai son de 0,5/o environ et<B>].,0%</B> de manga nèse environ.

   1 ? Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'élément à coef ficient de dilatation le plus faible con tient principalement du nickel dont la quantité est comprise en 35, ô et 42 et du fer. <B>13</B> Organe bimétallique selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'élément à coefficient de dilatation le plus faible consiste en un alliage fer-chrome conte nant de 12 % à 25 % de chrome.