FR2634221A1 - Pieces coulees en alliages a base de fe-mn-al-cr-si-c - Google Patents

Abstract

L'invention concerne de nouvelles pièces coulées en alliage à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C constitué essentiellement de 20 à 30 % en poids de manganèse, 5 à 13 % en poids d'aluminium, 0 à 5 % en poids de chrome, 0 à 2,5 % en poids de silicium et 0,5 à 1,4 % en poids de carbone, le reste étant du fer; ces pièces coulées prêtes à l'emploi peuvent être utilisées à des températures atteignant 1 100 degre(s)C sans altération de leurs excellentes propriétés mécaniques et peuvent de plus être alliées avec de petites quantités d'autres éléments, tels que le bore, le tungstène, le molybdène, le niobium, le titane, le vanadium, l'azote, le cuivre, le nickel, l'yttrium, le scandium, l'hafnium et le tantale pour répondre aux exigences particulières de diverses applications spécifiques.

Description

PIECES COULEES EN ALLIAGES A BASE DE Fe-Mn-Al-Cr-Si-C
La présente invention concerne des pièces coulées en alliages à base de Fe, Mn, Al, Cr, Si, C.

Les pièces coulées pouvant résister aux températures élevées sont souhaitables pour des applications telles que les incinérateurs, les fours, les réacteurs et les affineurs d'acier. Les températures dans ces applications peuvent atteindre 1 100'C. a conception des pièces coulées appropriées à de telles applications est soumise aux exigences essentielles de
(1) maintien d'excellentes performances mécaniques ; et
(2) maintien d'une résistance à la corrosion à chaud aux températures élevées.

De plus, le coût, la régularité de l'approvisionnement ou même la possibilité d'approvisionnement en les composants d'addition des pièces coulées sont également des facteurs primordiaux.

Les défaillances mécaniques des pièces coulées aux températures élevées sont principalement dues à un ramollissement et à un fluage des pièces coulées à ces températures. De plus, la réaction de corrosion à chaud amorcée par l'atmosphère hostile accélère encore la défaillance mécanique.

La nécessité d'excellentes performances mécaniques des pièces coulées aux températures élevées varie beaucoup en fonction du râle et de l'emplacement de l'application désirée. Par exemple, il est essentiel que les piècesvcoulées utilisées comme ailettes des turbines à gaz satisfassent à des normes extrêmement strictes de propriétés mécaniques, telles que la contrainte, l'érosion et l'abrasion. D'autre part, les normes ne sont pas aussi sévères dans des applications "statiques telles que les corps et chemises de chaudières. Cependant, quelle que soit la variation des performances mécaniques requises d'une application à l'autre, la capacité de résister à la corrosion à chaud des pièces coulées dans une atmosphère hostile est toujours rigoureusement essentielle.

Comme il et bien connu dans l'art, l'aluminium, le chrome et/ou le silicium sont souvent utilisés comme composés d'addition afin d'améliorer la résistance à la corrosion à chaud des alliages pour les applications aux températures élevées. L'efficacité de ces éléments dérive de leur capacité à former des pellicules protectrices d'oxydes constitués respectivement d'oxyde d'aluminium (A1203), d'oxyde de chrome (Cr203) et/ou d'oxyde de silicium (SiO2) . Pour certaines applications à des températures plus basses, le nickel peut également être utilisé pour assurer une protection relativement plus faible contre la corrosion à chaud par formation d'une pellicule d'oxyde de nickel (NiO) sur la surface du matériau protégé.La pellicule d'oxyde de nickel n'assure pas le même taux de résistance à la corrosion à chaud que celles d'aluminium, de chrome et de silicium.

Cependant, le nickel peut présenter l'avantage complémentaire de favoriser les performances mécaniques des matériaux protégés et on considère donc souvent qu'il est un élément d'addition important dans la conception des alliages pour les applications aux températures élevées.

Au cours des années 1920 et 1930, on a principalement préféré les alliages Fe-Cr-Al pour les applications aux températures élevées.

Cependant, en raison de leurs performances mécaniques inférieures, propres à leur structure de ferrite ou structure cubique centrée, ces alliages sont rarement utilisés à ce jour.

Les alliages récents commercialisés pour les applications aux températures élevées sont principalement caractérisés par une teneur en chrome de 10 à 30 % en poids. Comme précédemment mentionné, le chrome forme une couche protectrice de Cr203 par réaction avec l'oxygène atmosphérique.

Cependant, aux températures supérieures à 1 000'C, Cr203 subit une oxydation complémentaire en CrO3 qui se volatilise lors de la réaction, si bien que la couche d'oxyde devient plus lâche. Pour cette raison, les utilisations de ce type d'alliage sont généralement limitées aux températures inférieures à 1 000-C. D'autre part, avec une telle teneur élevée en chrome, une phase sigma précipite dans l'alliage et rend l'alliage fragile. Pour résoudre cette difficulté, il faut ajouter certains ingrédients inhibant la formation de la phase sigma.Cependant, bien que le carbone, relativement peu coûteux, soit souvent utilisé à cet effet dans d'autres types d'alliages, le carbone ne peut pas être utilisés dans les alliages Fe-Cr de ce type car l'alliage serait sensibilisé pour une teneur en carbone supérieure à environ 0,04 t en poids. On peut sinon utiliser le nickel qui peut inhiber la formation de la phase sigma tout en stabilisant une phase d'austénite pour améliorer la ténacité et d'autres propriétés mécaniques des alliages. Selon cette stratégie, on a mis au point de nombreuses espèces d'alliages à base de Fe-Cr-Ni.Par exemple, les alliages actuellement commercialisés pour les applications aux températures élevées comprennent des alliages travaillés, tels que'le superalliage à base de nickel Inconel-718 et l'acier inoxydable à base de Fe-Ni AISI 310, un alliage coulé tel que le superalliage à base de nickél Inconel-738, les alliages à base de Fe-Cr tels que SAE 60410 (JIS SCH-1) et SAE 60446 (JIS
SCH-2) et des alliages à base de Fe-Ni tels que SAE 60442 (JIS SCH-ll), SAE 60316 (JIS SCH-12), SAE 60312 (JIS SCH-13), SAE 60309 (JIS SCH-14) et SAE 60310 (JIS SCH-15). Le tableau I résume la composition des alliages précités.

Comme le montre clairement le tableau, tous ces alliages contiennent une proportion relativement élevée de nickel et/ou de chrome.

Comme ie nickel et le chrome sont des éléments rares et coûteux, ces alliages sont tous très coûteux. Surtout, comme le nickel et le chrome sont considérés comme des matériaux stratégiques par la plupart des pays, les pays qui ne disposent pas de telles ressources peuvent difficilement se les procurer. Par conséquent, ces alliages sont extrêmement coûteux, leur prix étant supérieur de plusieurs dizaines ou même centaines de fois à celui de l'acier au carbone. C'est pourquoi ces alliages sont tarifés au kilogramme et non à la tonne. Cela empêche évidemment l'utilisation en masse de ces alliages. De plus, la teneur élevée en nickel ou en chrome aggrave également les difficultés de soudage, ce qui augmente encore les couts de construction.

TABLEAU I
Alliages commercialisés pour les applications aux. températures
élevées
Nom
Désignation Ni Cr C Al no JIS
Inconel-718 53,0 18,6 0,04 0,4 3,1
Inconel-718 61,0 16,0 0,17 3,4 1,7
AISI 310 19-22 24-26 < 0,08
SAE 60410 < 1,0 12-15- 0,2-0,4 SCH-1
SAE 60446 - 25-28 < 0,5 SCH-2
SAE 60442 4-6 24-28 0,1-0,3 SCH-11
5AE 60316 8-12 18-23 0,2-0,4 SCH-12
SAE 60312 4 24-29 0,2-0,5 SCH-13
SAE 60309 18-22 24-28 0,3-0,6 SCE-14
SAE 60310 33-37 13-17 0,35-0,75 SCH-15
Confronté à ces problèmes économiques et d'approvisionnement, l'art attenté de trouver des substituts au chrome et au nickel. L'aluminium a ainsi été utilisé pour remplacer ie chrome afin d'assurer la résistance requise à la corrosion à chaud.Le manganèse et le carbone ont été utilisés ensemble pour remplacer le nickel afin de stabiliser la phase austénitique pour qu une ténacité élevée puisse être obtenue. En particulier, la capacité de la combinaison du manganèse et du carbone à stabiliser la phase austénitique s'est révélée être plus efficace que celle du nickel.

Cependant, ces deux stratégies sont contradictoires. Si les alliages de ce type contiennent trop de carbone ou de manganèse, la résistance à la corrosion à chaud de l'oxyde d'aluminium est fortement réduite. Dans de nombreux cas, la résistance à la corrosion à chaud peut être cinquante fois inférieure. On n'a mentionné aucun procédé efficace pour résoudre cette incompatibilité entre les performances chimiques et les performances mécaniques. Un autre problème que pose ce type d'alliage est que l'oxyde d'aluminium est moins efficace que l'oxyde de chrome pour assurer une protection contre la corrosion à chaud. Pour remédier à ce défaut, on a ajouté du silicium pour accroitre la formation d' -Al203 qui contribue en majorité à la résistance à la corrosion à chaud. Cependant, le silicium n'agit qu'aux températures voisines de 1 100 C.Aux températures plus basses, l'addition de silicium ne provoque aucun effet notable. En conclusion, aucun alliage ayant simultanément une résistance satisfaisante à la corrosion à chaud et des performances mécaniques satisfaisantes dans la gamme des températures comprise entre la température ambiante et 1 100-C tout en étant relativement peu coûteux n'a été décrit dans l'art antérieur.

Au cours des recherches antérieures sur les alliages à base de Fe-Mn-Al, une portion du diagramme de phase à trois éléments de Fe-nn-Al a été construite par Koster et Tonn en 1934 (W. Koster et W. Tonn, Arc
Eisenhuettenw, 7, 365 (1933)) puis modifiée par Schmartz en 1959 (D.J.

Schmatz, Trans. AINE, 215, 112-114 (1959)), Chakrabartic en 1977 CD.J.

Chakrabarti'c, Metall. Trans., 8B, 121-123 (1977) et V.G. Rivlin en 1983 (V.G. Rivlin, International Metal Reviews, 28, n 6, 309-337 (1983)).

Cependant, ces travaux étaient limités à quelques températures voisines de 1 000 C et de nombreuses régions du diagramme de phase demeurent incertaines. Par exemple, la ligne de solidus de la surface de phase autour de Mn 20 % en poids et Al 6 % en poids demeure indéterminée. On ne dispose pas dru diagramme de phase à quatre éléments de Fe-Mn-Al-C.

Le brevet US n 3 201 230 délivré à Mitchell et coll. en 1965 décrit un alliage constitué essentiellement de 14 à 35 t en poids de manganèse, 3,5 à 8,75 % en poids d'aluminium, 4,5 à 8,75 % en poids de chrome, 0,25 à 1,0 % en poids de silicium, 0,25 à 1,0 t en poids de carbone, le reste étant du fer. L'alliage de ce brevet contient une quantité relativement élevée de chrome et serait donc relativement coûteux à commercialiser. En fait, ce brevet n'a jamais reçu d'application pratique même après sa date d'expiration. On considère que la teneur du brevet est en contradiction avec certaines théories métallurgiques et que les alliages décrits ne présentent pas l'efficacité désirée, en particulier lorsqu'ils sont conçus pour des applications aux températures entre 400 et 1 000 C.

Les raisons en sont que :
(1) La teneur en manganèse de 14 à 35 8 en poids dudit brevet est trop
étendue car, comme l'ont indiqué Koster et Tonn en 1934 (W. Koster et
W. Tonn, Arc Eisenhuettenw, 7, 365 (1933)), lorsque la teneur en
manganèse de l'alliage breveté est supérieure à 31 t en poids, du ss-Mn
précipite autour des joints de grain de l'alliage entre 300 et
1 000 C. D'autre part, si la teneur en manganèse est inférieure à
20 % en poids, de gros carbures Fe3AlCx se forment, ce qui fragilise
les alliages et consomme l'aluminium qu'ils contiennent.Il est
évident que la résistance à la corrosion est réduite, ce qui rend les
alliages impropres aux applications aux températures élevées lorsque
l'aluminium est consommé par la formation de carbures Fe3AlCx.

(2) Le chrome présent à une teneur élevée réagit facilement avec le
carbone pour former du carbure de chrome (Cr23C6 ou Cr7C3) aux
températures d'application. L'alliage est ainsi sensibilisé et ses
propriétés mécaniques sont réduites. De plus, si la température est
supérieure à 800 C et que la teneur en chrome s'abaisse entre 5 et
8,75 t en poids, le chrome contenu dans l'alliage réagit rapidement et
massivement avec l'azote atmosphérique pour former du nitrure
d'aluminium en forme d'aiguilles (A1N). Cela rend la teneur en
aluminium insuffisante pour former une couche protectrice d'oxyde.

Cependant, le brevet de Mitchell n'indique pas comment ce problème
pourrait être résolu. Dans le passé, le nitrure d'aluminium était
considéré par erreur comme le produit de l'oxydation interne de
l'aluminium jusqu'à ce que l'étude de Wang et coll. du Katerial
Science Research Institute of National Chin-hwa University, Taiwan,
effectuée avec un microscope électronique à balayage pour l'examen par
transmission, ait révélé cette erreur en 1987. Les découvertes de Wang
et coll. ont été publiées dans Journal of Material Science of Great
Britain en mai 1988.

L'invention est supérieure à tous les arts antérieurs précités en ce que
(1) La teneur en manganèse est limitée dans une gamme spécifique qui s'est
révélée convenir à toute la gamme des températures d'application
désirées. Pour empêcher la formation de ss-manganèse ou de Fe3AlCx au
voisinage des limites de la teneur en manganèse, d'autres éléments
d'addition sont ajoutés pour déterminer la morphologie et
l'emplacement des précipités.

(2) Du silicium est ajouté pour accroitre la résistance à la corrosion à
chaud.

(3) Des éléments auxiliaires sont ajoutés pour accroître encore les
performances mécaniques des pièces coulées selon le mécanisme de
durcissement à précipitation à des températures élevées.

(4) Grâce à un ajustement approprié des rapports relatifs des éléments
d'addition, l'addition de chrome est facultative ou même totalement
inutile pour certaines applications. Cela réduit beaucoup le coût des
pièces coulées de l'invention.

(5) Les pièces coulées de l'invention ont un gain de poids par oxydation
moindre aux températures élevées que l'un quelconque des arts
antérieurs précités.

L'invention a pour buts de fournir des pièces coulées pretes à l'emploi
qui ont une excellente résistance à la corrosion à chaud et
d'excellentes performances mécaniques dans la gamme des températures
allant de la température ambiante à 1 100'C
qui répondent aux exigences ci-dessus sans qu'il soit absolument
nécessaire d'incorporer des éléments coûteux ou rares, tels que le
chrome ou le nickel et
que l'on peut modifier pour répondre à des besoins particuliers de
certaines applications spécifiques par addition d'éléments
auxiliaires.

L'invention concerne de nouvelles pièces coulées prêtes à l'emploi faites d'alliages à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C et un procédé pour leur préparation. Plus particulièrement, l'invention concerne de nouvelles pièces coulées pretes à l'emploi constituées essentiellement de 20 à 30 X en poids de manganèse, 5 à 13 t en poids d'aluminium, 0 à 5 t en poids de chrome, 0 à 2,5 t en poids de silicium et 0,5 à 1,4 t en poids de carbone, le reste étant du fer. Ces pièces coulées peuvent etre utilisées à des températures atteignant des valeurs aussi élevées que 1 îOO.C sans diminution de leurs excellentes performances mécaniques. Les pièces coulées de l'invention peuvent de plus entre alliées avec une petite quantité d'autres éléments, tels que bore, le tungstène, le molybdène, le niobium, le titane, le vanadium, l'azote, le cuivre, le nickel, l'yttrium, le scandium, l'hafnium et le tantale pour satisfaire à des besoins particuliers pour diverses applications spécifiques.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée et des exemples annexés.

Les pièces coulées pretes à l'emploi de l'invention comprennent principalement cinq éléments d'addition en plus du fer. Les éléments individuels sont décrits en détail ci-dessous.

Manganèse
Dans l'invention, on utilise le manganèse comme stabilisant de l'austénite pour améliorer la ténacité de l'alliage par stabilisation de la structure austénitique de l'alliage. Le manganèse est facilement oxydable aux températures supérieures à 750'C. Ce problème est résolu par l'addition de silicium, comme décrit ci-dessous.

Comme précédemment mentionné, la résistance à la corrosion est réduite dans les alliages antérieurs lorsque la teneur en manganèse est trop élevée. Ce problème a été résolu dans l'invention par ajustement des rapports relatifs du manganèse, du carbone et de l'aluminium.

Les pièces coulées prêtes à l'emploi de l'invention comprennent de 20 à 35 % en poids, de préférence de 20 à 32 t en poids et tout préférablement de 24 à 30 % en poids, de manganèse.

Carbone
Le carbone est également utilisé dans les alliages de l'invention comme stabilisant de l'austénite pour améliorer les performances mécaniques des alliages. Dans le cas où l'on ajoute un formateur de carbure tel que le niobium et le molybdène, la teneur en carbone doit être proportionnellement accrue.

Comme précédemment mentionné, la résistance à la corrosion est réduite dans les alliages antérieurs lorsque la teneur en carbone est trop élevée. Ce problème a été résolu par ajustement des rapports relatifs du manganèse, du carbone et de l'aluminium. Les pièces coulées prêtes à l'emploi de l'invention comprennent de 0,5 à 1,4 t en poids, de préférence de 0,5 à 1,2 % en poids et tout préférablement de 0,5 à 1,1 t en poids, de carbone.

Aluminium
L'aluminium peut être oxydé aux températures élevées pour former une couche d'oxyde d'aluminium assurant la majorité de la résistance à la corrosion à chaud. L'aluminium est également utilisé dans les alliages de l'invention comme formateur de ferrite et par conséquent, les rapports relatifs de l'aluminium, du manganèse et des autres éléments d'additions doivent etre convenablement équilibrés; Des rapports relatifs convenablement choisis des autres éléments peuvent assurer une couche protectrice d'oxyde d'aluminium d'efficacité maximale et former des carbures Fe3AlCx ordonnés dans la matrice pour renforcer encore l'alliage.

Les pièces coulées prêtes à l'emploi de l'invention comprennent de 5 à 13 t en poids, de préférence de 8 à 12 t'en poids et tout préférablement de 8 à 11 % en poids d'aluminium.

Chrome
Le chrome peut être oxydé aux températures élevées pour former une couche d'oxyde de chrome assurant une résistance complémentaire à la corrosion à chaud. La résistance à la corrosion qu'assure l'oxyde de chrome est plus efficace à la température ambiante. Le chrome est un formateur de ferrite et c'est également un formateur efficace de carbure. Pour éviter l'effet indésirable du chrome sur les performances mécaniques des alliages, il faut veiller à ajuster le rapport relatif du chrome.

Les pièces coulées prêtes à l'emploi de l'invention comprennent de 0 à 5 t en poids, de préférence de 1 à 5 t en poids et tout préférablement de 2 à 4 % en poids de chrome.

Silicium
Le silicium peut former spontanément une couche protectrice d'oxyde de silicium. Comme la vitesse d'oxydation et la pression de dissociation d'oxydation du silicium sont inférieures à celles de l'oxyde de manganèse (nô), le silicium est utilisé dans l'alliage de l'invention principalement comme inhibiteur de l'oxydation du manganèse et des nucléation et croissance de l'oxyde de manganèse. De ce fait, la possibilité de formation d'oxyde d'aluminium est fortement accrue. Cependant, le silicium est un puissant formateur de ferrite qui réduit fortement la soudabilité des pièces coulées, si bien que son rapport relatif doit être à cet égard soigneusement déterminé.

Les pièces coulées prêtes à l'emploi de l'invention comprennent de
O à 2,5 t en poids, de préférence de 0,5 à 2 t en poids et tout préférablement de 0,5 à 1,5 % en poids de silicium.

Eléments auxiliaires
En plus des éléments d'addition essentiels ci-dessus, les pièces coulées de l'invention peuvent de plus être alliées avec une petite quantité d'autres éléments, tels que le bore, le tungstène, le molybdène, le niobium, le titane, le vanadium, l'azote, le cuivre, le nickel, l'yttrium, le scandium, l'hafnium et le tantale, pour répondre à des besoins particuliers pour diverses applications spécifiques. L'addition d'éléments auxiliaires est bien-connue dans l'art et est exposée ci-après pour illustrer d'autres aspects de l'invention. Les éléments auxiliaires individuels sont décrits ci-dessous.

Bore
L'addition de bore réduit l'énergie superficielle libre des joints de grain, ce qui réduit encore la précipitation de carbures sur les joints de grain. L'addition de bore produit une précipitation homogène dans la matrice qui assure de meilleures propriétés mécaniques.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement contenir de 50 à 200 ppm de bore.

Tungstène, molybdène et niobium
On utilise ces éléments dans les alliages de l'invention pour former un alliage fin de renforcement de type carbure afin d'accroitre la résistance .'érosion, de gêner la diffusion du carbone et d'éviter l'altération par décarburation de la couche protectrice d'oxyde.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,1 à 1,0 % en poids de tungstène.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,1 à 2,1 % en poids de molybdène.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,1 à 1,0 % en poids de niobium.

Titane et vanadium
Le râle du titane et du vanadium est le meme que celui du tungstène, du molybdène et du niobium. De plus, le titane et le vanadium peuvent former une petite quantité de nitrures empêchant les dégâts provoqués par la nitruration et détournent la nitruration pour contribuer au durcissement superficiel.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,1 à 2,0 X en poids de titane.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,1 à 1,0 % en poids de vanadium.

Azote
L'azote est également un puissant formateur d'austénite. L'addition d'azote stabilise la phase austénitique avec une quantité moindre de carbone, ce qui permet d'obtenir une meilleure résistance à la corrosion à chaud.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,05 à 0,2 t en poids d'azote.

Cuivre
Le cuivre peut être utilisé pour accroître la résistance à la corrosion aux températures basses. Le cuivre peut également etre utilisé pour former un composé avec le phosphore résiduel dans les pièces coulées afin d'éviter la fragilité à chaud provoquée par le phosphore résiduel.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,5 à 1,5 % en poids de cuivre.

Nickel
Le composé de phosphore et de cuivre comme décrit ci-dessus provoque malgré tout une fragilité à chaud aux températures. Le nickel peut être utilisé pour éviter ce problème. De plus, le nickel peut etre utilisé pour améliorer le brillant de l'alliage. Un excès de nickel forme une phase gamma prime de composés métalliques avec l'aluminium qui est nuisible à l'alliage. La quantité ajoutée de nickel et de cuivre doit être soigneusement ajustée selon la teneur. résiduelle en phosphore.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,5 à 2,5 t en poids de nickel.

Yttrium, scandium, hafnium et tantale
Par suite de leur fort potentiel d'oxydation, ces éléments rares peuvent etre ajoutés pour amorcer l'oxydation interne dans l'alliage afin d'absorber le vide produit pendant la formation de la pellicule d'oxyde, pour établir un mécanisme clé et pour accroître l'adhésion de la pellicule d'oxyde par établissement d'un mécanisme-d'intercouches, si bien que la pellicule d'oxyde n'est pas facilement pelée lors de rincages répétés et d'une baisse de la température.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,01 à 1,0 X en poids d'yttrium.

Les pièces coulées de l'invention- peuvent facultativement comprendre de 0,01 à 1,0 % en poids de scandium.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,01 à 0,5 t en poids d'hafnium.

Les pièces coulées de l'invention peuvent facultativement comprendre de 0,01 à 0,8 t en poids de tantale.

Les exemples suivants sont présentés pour permettre une meilleure compréhension de l'invention et ne sont pas conçus pour en limiter la portée. Sauf indication contraire, toutes les parties et pourcentages sont en poids.

EXEMPLE 1
Cet exemple illustre le procédé de préparation des pièces coulées de l'invention
On fond avec un four à induction haute fréquence un mélange de fer, de manganèse, d'aluminium, de silicium et de carbone pour produire un bain de composition connue. On coule ensuite le bain avec des moules en matériaux différents pour produire des pièces coulées ayant des états de surface différents.

On effectue la fusion avec un four à induction haute fréquence ayant une capacité de 20 kg. La composition, la forme et le poids des éléments d'addition figurent dans le tableau Il.

TABLEAU II
Composition Poids
E;ément % en poids kg Forme
Manganèse 30 4,5 Manganèse pur du commerce
Aluminium 10 1,5 Aluminium pur du commerce
Chrome 3 0,45 Chrome pur du commerce
Silicium 1 0,3 Ferrosilicium contenant
50 t de silicium
Carbone 1 0,15 Poudre de charbon actif
Fer Complément 8,1 Fil à bobiner 1008 avec
0,08 t de carbone
On introduit le fer et le ferrosilicium dans le four froid. On règle la puissance du four à 20 kW et on la maintient pendant 10 minutes, après quoi on ajuste la puissance à 40 kW. Sept minutes plus tard, le fer et le ferrosilicium sont complètement fondus à environ 1 550 C. On ajuste ensuite la puissance à 20 kw, on ajoute 2,25 kg de manganèse et tout le chrome, puis on réajuste la puissance à 40 kW.Après fusion du manganèse et du chrome ajoutés, on rajoute 2,25 kg de manganèse et on ajoute 0,15 kg de carbone. Dix minutes plus tard, on enlève le laitier. On ajoute 1,5 kg d'aluminium. On effectue la formation de laitier et l'opération d'élimination du laitier après la fusion de l'aluminium. On décante'le bain dans une poche ayant une capacité de 30 kg après que la température ait atteint 1 580'C; puis on coule dans quatre moules séparés en matériaux différents après que la température se soit abaissée à 1 480'C. Les quatre moules sont respectivement un moule carapace, un moule en sable, un moule en céramique et un moule d'acier ayant des capacites de 4 kilogrammes.

On observe les états de surface des pièces coulées obtenues. En ce qui concerne les formes des produits, on observe les meilleurs résultats avec le moule caparace puis le moule en sable, le moule en céramique et le moule d'acier dans l'ordre indiqué. En ce qui concerne l'état lisse de la surface, on observe les meilleurs résultats avec le moule d'acier et le moule carapace, le moule en céramique et le moule de sable dans l'ordre indiqué. Cependant, toutes les pièces coulées sont considérées comme convenant à l'emploi.

On homogénéise à 1 200'C pendant 4 heures la pièce coulée avec le moule de céramique et on prélève un échantillon par perçage pour l'analyse chimique. Les résultats de l'analyse figurent dans le tableau III.

TABLEAU III
Composition des pièces coulées du tableau II analysées
selon un procédé chimique
Mn Al Cr Si C Fe
28,67 9,33 3,14 1,12 0,94 Complément
EXEMPLE 2
On produit dans le contexte de l'invention une série de pièces coulées selon un procédé semblable à celui de l'exemple 1 et on détermine les propriétés mécaniques (résistance à la traction, allongement et dureté) des alliages et on les compares à celles de pièces coulées classiques pour application aux températures élevées.

On prépare, selon le même mode opératoire que décrit dans l'exemple 1, 17 pièces coulées faites d'alliages à base de Fe-Mn-Al-C facultativement additionnés d'autres éléments d'addition tels que le niobium, le molybdène et l'azote.

On coule ensuite le bain dans un moule de ceramique pour obtenir des lingots cylindriques de 80 mm de diamètre et 250 mm de longueur pesant environ 15 kg. On découpe les lingots en un cylindre haut de 4 cm puis on les forge à 1 200'C jusqu'à ce que la.hauteur soit réduite à 2 cm. On refroidit ensuite les lingots forgés à la température ambiante et on les découpe en éprouvettes ayant une longueur de référence -de 2,5 cm (1 inch) pour les essais de traction. On détermine la résistance à la traction, l'allongement et la dureté des échantillons et les valeurs figurent dans le tableau IV. Lors de l'essai, on observe des déformations uniformes de tous les échantillons. Les taux de striction sont relativement faibles.

Certaines propriétés mécaniques typiques des pièces coulées classiques pour application à températures élevées indiquées dans le tableau I figurent dans le tableau V à titre comparatif. Comme le montre la comparaison entre les tableaux IV et V, les performances mécaniques des pièces coulées de la présente invention sont supérieures à celles des pièces coulées classiques du commerce pour les applications aux températures élevées. En particulier, les pièces coulées de l'invention présentent un allongement et une ténacité plus élevés que ceux de la norme de spécification de 1'AISI 310 qui est un acier à forger pour application aux températures élevées.

TABLEAU IV Résistance à Allon
Composition (% en poids) la traction gement
N Mn Al C Cr Nb Mo Autres Fe MPa (ksi) (%) Dureté &num;1 33,04 7,45 0,72 - - - - Complément 808,3 (117,2) 45,6 56,9Rb &num;2 33,13 7,54 0,58 - - - - " 776,9 (111,2) 46,6 64,7Rb &num;3 28,78 7,83 0,6 - - - - " 812,4 (117,8) 48,2 59,5Rb &num;4 25,6 11,24 1,24 - - - - " 1175,2 (170,4) 6,35 44,5Rb &num;5 25,3 6,72 0,46 5,52 - - - " 724,2 (105,0) 33,85 &num;6 27,2 7,22 0,79 5,92 - - 2,0Ni " 875,9 (127,0) 43,33 98,6Rb &num;7 27,8 7,24 0,41 5,89 - - - " 893,8 (129,6) 40,34 96,0Rb &num;8 32,7 7,36 0,88 5,73 - - - " 845,5 (122,6) 45,9 96,5Rb &num;9 25,1 8,1 0,74 5,54 - - - " 838,6 (121,6) 42.2 &num;10 30,51 10,99 0,78 - - - 1,40Si " 749,6 (108,7) 41,4 98,0Rb &num;11 30,3 7,6 1,08 - - 0,46 - " 990,0 (144,85) 29,85 30,4Rc &num;12 25,2 8,02 1,02 - - 0,66 - " 1084,8 (157,3) 26,5 32,8Rc &num;;13 29,4 10,9 1,14 - 0,05 - - " 1224,1 (177,5) 13,3 36,4Rc &num;14 30,2 11,1 1,13 - 0,1 - - " 1110,3 (161,0) 15 36,2Rc &num;15 33,9 11,0 1,19 - 0,3 0,76 - " 1139,3 (165,2) 19,3 39,3Rc &num;16 30,7 10,9 1,09 - 0,1 - 0,004N " 1089,6 (158,0) 12,9 36,5Rc &num;17 28,87 10,22 0,72 - - - 0,002B " 849,6 (123,2) 23,7
2,0Ni "
Nota : 1. ksi x 0,70325 = kg/mm
2. ksi x 6,8965 = MPa
TABLEAU V
Valeurs typiques des propriétés mécaniques d'alliages du commerce
résistant aux températures élevées
Résistance à
la traction Allongement
Désignation MPa (ksi) b Utilité
AISI 310 > 483 ( > 70) )45 transformation
JIS SCH-ll > 586 ( > 85) non déterminé coulée
JIS SCH-;2 > 483 (,70)
JIS SCH-13 > 483 ( > 70,
JIS SCH-14 > 448 ( > 65)
JIS SCE-15 > 393 (,57)
EXEMPLE 3
On lamine à froid, avec une réduction de 90 % de la dimension pour obtenir une épaisseur de 0,2 cm six lingots forgés de l'alliage n' 10 de l'exemple précédent préparés selon le même mode opératoire.On soumet ensuite les pièces laminées a un traitement de mise en solution pendant 1 heure à 1 050 C et on trempe dans de l'huile pour engrenage à la température ambiante. On soumet cinq des six pièces laminées à un traitement de vieillissement à 550'C pendant des temps différents. On détermine la résistance à la traction, l'allongement et la dureté des six pièces laminées, les résultats obtenus figurant dans le tableau VI. Comme le montre le tableau VI, la résistance à la traction est remarquablement accrue, l'allongement est réduit de façon limitée et la dureté est accrue.

On observe les pièces laminées avec un microscope optique. L'analyse de la microstructure révèle que l'amélioration des performances mécaniques résulte de la formation de petits carbures de Fe-Al-C (Fe3AlCx). On a donc prouvé que les performances mécaniques des pièces coulées de l'invention sont améliorées par l'ajustement de la morphologie des précipités aux températures élevées.

TABLEAU VI
Propriétés mécaniques de l'alliage n 10 après traitement de
vieillissement
Résistance à
la traction Allongement
Mode de traitement Temps MPa(ksi) % Dureté
Pas de vieillissement - 880,7(127,7) 51,4 54,8 Ra
Vieillissement à 550 C 1 h 955,2(138,5) 39,6 64,5 Ra
Vieillissement à 550 C 4 h 1 060,0(153,7) 39,6 63,0 Ra
Vieillissement à 550 C 8 h 1 091,7(158,3) 37,4 64,9 Ra
Vieillissement à 550'C 16 h 1 046,2(151,7) 44,0 65,0 Ra
EXEMPLE 4
Cet exemple illustre la résistance à la corrosion à chaud des alliages de l'invention.

On prépare une série de pièces coulées ayant la composition indiquée dans le tableau VII par fusion et forgeage à 1 220 C et homogénéisation à 1 050'C pendant 8 heures comme décrit dans les exemples 1, 2 et 3. On découpe ensuite les pièces obtenues en échantillons d'essai de 2 x 4 x 8 mm. On abrase la surface des échantillons avec du papier abrasif au SiC n 1200. On place ensuite les échantillons abrasés dans un analyseur thermogravimétrique pour déterminer leur gain de poids par oxydation. On règle le débit d'air sec de l'analyseur thermogravimétrique à 100 cm3/min, les températures à 760, 900 et 1 100-C et la durée de l'expérience à 24 heures. Les gains de poids par oxydation de ces échantillons figurent dans le tableau VIII.

TABLEAU VII
Composition des alliages de l'exemple 4 (* en poids)
N' Al C Fe
f18 5,5 0,55 Complément
f19 8,5 0,65 Complément
t20 10,0 0,52 Complément
TABLEAU VIII
Gain de poids par oxydation des alliages de l'exemple 4 après
24 d'heures d'oxydation à 700, 900 et 1 100'C (mg/cm2)
N 700 C 900 C 1 100'C
f18 1,71 5,68 10,76
t19 1,19 0,46 0,89
t20 < 0,05 0,29 1,22
Comme le montrent les tableaux VII et VIII, l'addition d'aluminium peut inhiber l'effet indésirable du carbone sur la résistance à la corrosion des pièces coulées de l'invention.Ces exemples confirment que, selon l'invention, la résistance à la corrosion d'alliages contenant du carbone peut être ajustée par addition d'aluminium.

EXEMPLE 5
On prépare une série de pièces coulées ayant la composition indiquée dans le tableau IX selon le mode opératoire décrit dans les exemples 1 et 2. On traite ensuite ces pièces coulées comme décrit dans l'exemple 4 et on les place dans un four tubulaire réglé à 400 à 750'C avec une pièce coulée d'AISI 304. On introduit de l'air sec dans le four tubulaire à un débit de 200 cm3/min pour oxyder les échantillons. Après 24 heures d'oxydation, on refroidit ces échantillons à l'air jusqu'à la température ambiante et on observe l'état de surface des échantillons.On constate que la couleur de 1'AISI 304 devient de plus en plus sombre lorsque la température s'élève et est totalement noire lorsque la température est supérieure à 600'C. En revanche, les pièces coulées de l'invention demeurent brillantes bien que quelque peu jaunes aux températures élevées. Lorsque la température s'élève, la couleur des pièces coulées de l'invention passe du jaune au brun. On n'observe pas de pelage des pièces coulées de l'invention ni de l'AISI 304.

On reprend le même mode opératoire, si ce n'est qu'on règle la température à 1 100:C. On n'observe pas de pelage ni de formation apparente d'oxyde sur la surface des pièces coulées de l'invention. La couleur des pièces coulées de l'invention est brun brillant. En revanche, on observe une couche noire homogène d'oxyde sur la surface de l'AISI 304 et, après refroidissement à la température ambiante, on observe également des fissures. Cet exemple prouve que l'ajustement de la composition des alliages, même lorsque la teneur en carbone ou en manganèse est très élevée, permet d'obtenir une excellente résistance à la corrosion.

TABLEAU IX
Mn Al C Fe
28,3 11,3 0,5 Complément
EXEMPLE 6
On prépare comme dans les exemples 1 et 2 une série de pièces coulées contenant du chrome ayant la composition indiquée dans le tableau X, puis on lamine à froid avec une réduction de 90 t de l'épaisseur jusqu'à 2 mn. On homogénéise ensuite les pièces obtenues à 1 150 C pendant 50 heures pour éliminer totalement les contraintes de travail et assurer une croissance complète des grains cristallins. On découpe les pièces laminées, on les meule et on les polit.avec de la poudre d'oxyde d'aluminium jusqu'à 0,05 Fm pour obtenir des échantillons pour l'essai d'oxydation.On utilise le même mode opératoire et le même appareil pour effectuer l'essai d'oxydation, si ce n'est que la température d'oxydation est fixée à 1 050 C et que la vitesse d'élévation de la température à partir de la température ambiante est de 100 C/min. On effectue l'analyse thermogravimétrique pendant 48 heures à 1 050'C. On constate que le gain total de poids par oxydation n'est que de 0,42 mg/cm3.Il faut noter que l'accroissement du gain de poids par oxydation ne s'observe que dans les trois premières heures et que l'on n'observe plus ensuite d'accroissement du gain de poids par oxydation; L'analyse avec un analyseur à rayons X et une microsonde électronique révèle que la croissance des cristaux d'oxyde d'aluminium a été complète pendant les trois premières heures dans les conditions d'essai ci-dessus. On refroidit es échantillons à l'air jusqu'à la température ambiante et les résultats montrent qu'il n'y a pas de pelage des oxydes et que la couleur des échantillons étudiés est passée à l'argent brunâtre.

Cet exemple prouve que l'addition appropriée de chrome aux pièces coulées de l'invention avec un ajustement approprié de la vitesse d'élévation de la température assure une couche protectrice intacte d'oxyde d'aluminium qui n'est pas pelée après refroidissement.

TABLEAU X
Composition de l'alliage Fe-Mn-Al-Cr-C de l'exemple 6
N Mn Al Cr C Fe
f21 30,95 8,87 2,98 0,87 Complément
EXEMPLE 7
On prépare une série d'alliages à base de Fe-Mn-Al ayant les compositions indiquées dans le tableau XI selon le même mode opératoire que celui décrit dans l'exemple 1. On homogénéise ensuite les pièces coulées obtenues à 1 200 C pendant 4 heures puis on lamine à chaud à 900-1 000 C.

On soumet les pièces laminées à un traitement de mise en solution à 1 050'C pendant 1 heure puis on trempe à l'huile. On découpe les pièces obtenues à des dimensions de 8 x 8 x 10 mn et on abrase avec un papier abrasif au SiC n' 1200 pour obtenir des échantillons pour l'essai de corrosion -à chaud.

Pour effectuer l'essai de corrosion à chaud, on plonge ces échantillons coulés dans une solution saline de traitement thermique Q-6 du commerce contenant essentiellement BaCl2, KCl et LiCl pendant 268 heures.

L'épaisseur du produit de corrosion sur le n' 24 n'est que de 30 > 2 et on observe que la corrosion s'est effectuée le long de la phase de ferrite.

Cet exemple montre que les pièces coulées de l'invention présentent une résistance à la corrosion à chaud.

TABLEAU XI
Composition d'alliages à base de Fe-Mn-Al-C de l'exemple 7
N Mn Al C Fe
22 32,3 9,7 0,03 Complément
23 30,4 9,8 0,1 Complément
24 30,8 9,8 1,0 Complément
EXEMPLE 8
Dans les régions où le tri des ordures n'est pas effectué, tous les types d'ordures contenant des déchets acides et basiques sont conduits à un incinérateur d'ordures. La analyse d'échantillons prélevés dans un incinérateur d'ordures à Taiwan révèle que les ordures conduites à un incinérateur contiennent en moyenne 56 t d'eau, 15 % de poussières, 15 % de carbone, 11 t d'oxygène, 0,1 t de soufre et d'autres matières non identifiées.Par suite de leur teneur élevée en eau, les ordures dans ces régions ne peuvent pas brûler spontanément et on pulvérise donc souvent un combustible sur les ordures pour faciliter-l'incinération. On considère que l'environnement intérieur d'un tel incinérateur est tout particulièrement agressif pour les alliages pour les applications aux températures élevées.

On prépare une série de pièces coulées constituant des grilles d incinérateur faites en alliage à base de Fe-Mn-Al-C-Cr-Si ayant les compositions indiquées dans le tableau XII par fusion de matières premières de pureté électrolytique dans un four à induction haute fréquence ayant une capacité de 500 kg et coulée du bain obtenu dans un moule de sable pour obtenir les plaques de base désirées. On prepare deux types de grilles d'incinérateurs, des grilles fixes pour porter le résidu de l'incinérateur et des grilles mobiles pour porter les déchets en combustion et permettre la ventilation à air chaud. Les deux types de grilles supportent une lourde charge dans une atmosphère corrosive à la température de combustion. De plus, ces grilles doivent résister à une érosion prolongée provoquée par le transport des ordures.Les grilles mobiles, qui pèsent environ 12,5 kg, ont une longueur de 398 mn et une largeur de 245 mm. Des trous carrés de 60 mm x 12 nm sont régulièrement répartis sur l'ensemble des grilles pour permettre la chute du résidu de l'incinérateur au cours de l'incinération et la ventilation à air chaud. Les grilles fixes, qui ont une forme semblable à celle des grilles mobiles, ont une longueur de 398 mm et une largeur de 289 mn. La température de travail de ces grilles se situe dans la gamme de 700 à 950'C. On soumet ces grilles à un essai dans un incinérateur d'ordures pendant 60 jours et 1,5 an pendant lesquels l'incinérateur est alimenté par une charge constante de 200 tonnes d'ordures par jour. L'épaisseur de la couche de réaction après l'essai est indiquée dans le tableau XIII. Comme le montre le tableau XIII, les grilles
d'incinérateurs faites d'alliages à base de Fe-Mn-Al-C de l'invention
satisfont à la norme de qualité des grilles d'incinérateurs faites d'acier
coulé à haute teneur en chrome. Si l'on ajoute de plus du chrome, du
silicium ou du titane, les performances des grilles sont encore acrues.

TABLEAU XII
Compositions d'alliages à base de Fe-Mn-Al-C de l'exemple 8
N Mn Al C Cr Si Ti Fe
t24 Comme dans l'exemple 7
f25 29,53 9,5 1,31 3,0 0,8 - Complément
&num;26 30,12 9,4 ,24 5,96 0,7
&num;27 29,45 10,2 ',28 2,98 1,02 0,3
TABLEAU XIII
Epaisseur de la couche de réaction des grilles
dans les incinérateurs
Premier Second
échantillonnage échantillonnage
N (2 mois) (18 mois)
JIS SCH-ll 150 tcm 240 m
&num;24 70 m 125 m
*25 25 trm 35 m
&num;;26 320 m endommagé
t27 18 m 26 Wm
EXEMPLE 9
On prépare une série de lingots de 15 kg faits d'alliages à base de
Fe-Mn-Al-C ayant les compositions indiquées dans le tableau XIV par fusion des matières premières dans un four à induction haute fréquence et coulée dans des moules de céramique. Les matières premières du bain sont toutes sous forme de matières de pureté électrolytique, à l'exception du manganèse qui peut être apporté par du ferromanganèse à faible teneur en carbone (comme indiqué par * dans le tableau XIV). On découpe ces lingots et on mesure la dureté des faces coupées. On découpe de plus une partie des lingots en éprouvettes de traction, comme dans l'exemple 2. Les valeurs obtenues de la dureté et de la resistance à la traction figurent dans le tableau XV.

Comme le montre le tableau XV, les pièces coulées de l'invention présentent une résistance à la traction et une dureté supérieures à celles de l'acier inoxydable de la série AISI du commerce, meme sous forme d'un lingot. Dans les opérations de travail, les pièces coulées de l'invention ont également une excellente ténacité. Par exemple, une combinaison appropriée d'une tête de foret au carbure de tungstène, d'une perceuse puissante et d'une huile de perçage-est nécessaire pour percer les pièces coulées de l'invention. Dans un essai, on utilise une scie faite d'un alliage de. la série JIS SK pour scier l'alliage n 31 de cet exemple et la scie est érodée après qu'elle n'ait scié que sur une profondeur de 5 mm.

Ces phénomères révèlent que les pièces coulées de l'invention peuvent difficilement être travaillées ulterieurement.

TABLEAU XIV
Compositions d'alliages à base de Fe-Mn-Al-C de l'exemple 9
N' Mn Al C Cr Mo Nb. Ni B V Fe
t28 31,92 10,44 1,10 - - - - - - Complément
f29 32,66 10,53 1,07 - 0,36 - - -
t30 32,81 10,53 0,98 - 0,72 - - - - I'
&num;31 32,27 10,53 1,03 - 0,35 0,097 - -
&num;32 32,99 10,67 1,03 - - 0,16 - - 0,298
t33 31,45fi11,45 1,10 - - - - -
t34 31,64 11,14 1,11 - - - 1,9 -
*35 26,78 9,34 1,11 - - - - 0,026
f36 33,79 10,39 1,07 - - - - - 0,0284
&num;37 28,43 10,45 1,17 - - - - -
&num;38 26,52 10,52 1,12 2,76 - 0,26 1,8 -
&num;;39 27,64 10,31 1,05 3,15 - 0,3 1,8 0,0167
&num;40* 28,18 9,89 0,96 3,06 - 0,29 1,9 - -
* : le manganèse est apporté par du ferromanganèse
TABLEAU XV
Dureté et résistance à la traction des alliages indiqués
dans le tableau XIV sous forme d'un lingot
Résistance à la traction
N' Dureté (Rc) MPa (ksi)
&num;28 32,9 + 0,9
&num;29 31,2 + 0,8
&num;30 30,5 t 0,7
&num;31 30,4 + 1,0
&num;32 31,4 t 0,4
&num;33 30,4 + 1,0
&num;34 30,1 + 2,3
&num;35 37,5 + 0,8
&num;36 35,7 t 0,9
&num;37 36,2 + 2,1 793 t 21 (115 + 3)
&num;38 38,0 t 1,4 552 t 34 ( 80 + 5)
&num; ;39 36,7 t 0,8 579 t 28 ( 84 + 4)
&num;40 31,1 + 1,2 807 + 41 (117 t 6)
Bien que l'invention ait été décrite relativement à certains exemples et modes de réalisation préférés, la portée de l'invention n'est limitée que par les revendications annexées.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées, caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement de.20 à 35 % en poids de manganèse, 5 à 13 t en poids d'aluminium, 0 à 5 t en poids de chrome, 0 à 2,5 t en poids de silicium et 0,5 à 1,4 % en poids de carbone, le reste étant du fer.

2. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement de 20 à 32 t en poids de manganèse, 8 à 12 t en poids d'aluminium, 1 à 5 t en poids de chrome, 0,5 à 2 X en poids de silicium et 0,5 à 1,2 t en poids de carbone, le reste étant du fer.

3. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement de 24 à 30 % en poids de manganèse, 8 à 11 t en poids d'aluminium, 2 à 4 t en poids de chrome, 0,5 à 1,5 t en poids de silicium et 0,5 à 1,1 % en poids de carbone, le reste étant du fer.

4. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle comprend de plus un ou plusieurs éléments auxiliaires choisis dans le groupe constitué par le bore, le tungstène, le molybdène, le niobium, le tantale, le vanadium, l'azote, -le cuivre, le nickel, l'yttrium, le scandium, l'hafnium et le tantale.

5. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon-la revendication 1, caractérisée de plus en ce qu'elle comprend de 50 à 200 ppm de bore.

6. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,1 à 1,0 t en poids de tungstène.

7. Pièce coulée à basé de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,1 à 2,1 t en poids de molybdène.

8. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,1 à 1,0 t en poids de niobium.

9. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,1 à 2,0 % en poids de titane.

10. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,1 à 1,0. t en poids de vanadium.

11. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,05 à 0,2 t en poids d'azote.

12. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,5 à 1,5 % en poids de cuivre.

13. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,5 à 2,5 % en poids de nickel.

14. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,01 à 1,0 % en poids d'yttrium.

15. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,01 à 1,0 b en poids de scandium.

16. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,01 à 0,5 % en poids d'hafnium.

'7. Pièce coulée à base de Fe-Mn-Al-Cr-Si-C pour l'application à des températures élevées selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 0,01 à 0,8 % en poids de tantale.