Refractory Hard Alloys Elaborated by Casting of Ternary (Co, Ni Fe)-30Cr-2.5 to 5 wt% C Compositions

International audienceThree series of ternary alloys of the {M-30Cr-xC}-type with M = Co, Ni or Fe and x ranging from 2.5 to 5 wt% were elaborated by casting. Their microstructure characterizations by XRD and SEM show that very high volume fractions in chromium carbides (even more than 50%) may be obtained in a metallic matrix by this way. However graphite may also appear in very low quantities in the carbon-richest alloys. The hardness increases with the carbon content (up to 1000 Hv30kg) but it may be a little lowered when graphite is also present. The results show that very hard alloys may be simply obtained by casting of rather cheap elements

MICROSTRUCTURES ET DURETES D'ALLIAGES TERNAIRES DE TYPE M-30%CR-0 A 5%C CONTENANT UNE QUANTITE CROISSANTE DE CARBURES DE CHROME. PARTIE 2 : ALLIAGES A BASE DE FER

International audienceAs in the first part of this work thirteen alloys belonging to the Fe-30Cr-xC (in wt.%) with x varying from 0 to 5% by steps of 0.2 or 0.5%C were elaborated by fusion and solidification under inert atmosphere. Their microstructures were examined using a SEM and by measuring their carbides surface fractions. Their Vickers macro-hardness were measured and plotted versus the carbon content and versus the carbides surface fraction. There is a eutectic carbon content, 3wt.%C, under which the alloys contain Cr23C6 carbides while the hyper-eutectic alloys display eutectic carbides and coarse pro-eutectic carbides, which are all Cr7C3. Graphite never appeared, which allowed reaching very high carbides fractions: more than 50% for 5% of carbon. This led to very high values of hardness: almost 800Hv30kg, as is to say twice the hardest nickel alloy of the first part of this work.Comme dans la première partie de ce travail, treize alliages de type Fe-30Cr-xC (en % massiques) avec x variant de 0 à 5% par tranches de 0,2 à 0,5%C ont été élaborés par fusion fonderie sous atmosphère inerte. Leurs microstructures ont été observées au MEB et caractérisées par la mesure de la fraction surfacique des carbures. Leurs macro-duretés Vickers ont été étudiées en fonction de la teneur en carbone et de la fraction de carbures. Pour cette famille d’alliages la teneur eutectique se situe plus haut que pour les alliages de nickel : environ 3%C. Pour des teneurs inférieures à cette valeur, les alliages contiennent des carbures eutectiques Cr23C6 tandis que pour des teneurs supérieures ce sont des carbures Cr7C3 eutectiques et pro-eutectiques massifs. A la différence des alliages de nickel, le graphite n’est jamais apparu, ce qui a permis d’atteindre plus de 50% surfacique de carbures, et de fait de très hautes duretés (presque 800Hv30kg, soit presque le double de celle du plus dur des alliages de nickel étudiés dans la première partie