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"Perfectionnements apportés à la fabrication de fonte de fer"
L'invention se rapporte à la fabrication de fonte defer et a pour objet de produire de la fonte de fer ayant des propriétés physiques supérieures à celles des fontes connues, spécialement pour ce qui concerne son bon état, la résistance à la traction et la résistance aux chocs, ces propriétés pouvant être accompagnées d'une faible dureté et d'une bonne usinabilité.
Selon l'invention, ce but est atteint par l'addition de cérium en proportions réglées au métal fondu, avec ou sans autres additions et dans des conditions qui seront décrites ci-après.
Comme matière de départ, on utilise un fer quelconque qui, lors de sa solidification à partir de métal fondu, produit de la fonte grise (c'est-à-dire de la fonte ayant une texture métallique
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perlitique, ferritique, ou formée d'un mélange de ferrite et de perlite, ou encore austénitique, martensitique ou aciculaire) et ayant une teneur en phosphore qui ne dépasse pas 0,5 pour cent. (Dans la description et les revendications, les pourcenta- ges indiqués sont, sauf indication contraire, des pourcentages en poids calculés pour la fonte solide, après coulée).
Il est bien connu que, dans la fonte grise, le graphite ou carbone libre existe totalement ou principalement sous la forme de lamelles. La fonction du cérium ajouté dans les condi- tions décrites consiste à faire apparaître le graphite totalement ou principalement sous la forme de nodules, c'est-à-dire de petites sphères au lieu de lamelles, et les recherches effectuées par la demanderesse indiquent qu'en présence d'une proportion appropriée de cérium, le carbone libre prend d'une manière prédo- minante la forme nodulaire pendant le refroidissement après la solidification.
La présence de phosphore est défavorable pour ce processus de nodulation, puisque dans des proportions de plus de 0,5 pour cent environ, le phosphore empêche la dissolution d'une quantité suffisante de cérium dans le fer aux températures normales de fusion et de coulée.
La teneur en soufre de la matière de départ doit également être aussi faible que possible, puisque le soufre se combine de préférence avec le cérium, dont une grande partie peut ainsi être perdue sous la forme de sulfure de cérium (lequel est inefficace pour provoquer la nodulation, même s'il est retenu dans le fer)o Lorsque la matière de départ contient du soufre, il faut donc utiliser proportionnellement plus de cérium. Au besoin, la matière de départ est soumise à une désulfuration préalable suivant l'une des méthodes connues, avant l'addition du cérium.
La teneur en carbone de la matière de départ peut varier
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dans de larges limites;elle peut notamment être telle qu'elle donne .lieu à l'obtention d'une fonte contenant entre environ 2,0 et plus de 4,2 pour cent de carbone. De bons résultats sont obtenus avec des alliages fer-carbone hypereutectiques, c'est-à- dire ceux qui, après coulée, contiennent un pourcentage de carbone qui est plus grand que
4,3 - 1/3 (p + Si)
Dans cette expression, P et Si représentent respectivement la teneur en pourcent de phosphore et silicium de la fonte.
Lorsque l'alliage utilisé est hypoeutectique, c'est-à-dire si le pourcentage de carbone dans la fonte est inférieur à la valeur donnéa par la formule ci-dessus, il est préférable que l'alliage contient du nickel en quantité telle qu'on obtient une fonte contenant environ 10 à 40 pour cent de nickel.
La matière de départ contiendra évidemment du silicium, et il est préférable que la proportion de silicium dans la fonte soit de l'ordre de 2,3 à 7,0 pour cent. Il a toutefois été cons- taté que, pour atteindre le but visé par l'invention, tout manque de silicium au-dessous de 2,3 pourcent peut être compensé (exem- ple 7) par la présence de nickel et/ou cuivre en quantités ap- propriées (à cet égard, 3 pour cent de nickel et/ou cuivre équi- valent à 1 pour cent de silicium); ou bien cette compensation peut être obtenue en ajoutant au métal fondu de la matière conte- nant du silicium, avant ou, de préférence, après l'addition de cérium (Exemple 4).
Des fontes de fer peuvent contenir de 0,5 à 7,0 pour cent de manganèse' et de telle proportions ne contrarient pas l'obten- tion des améliorations selon l'invention.
Des fontes de fer peuvent également contenir, ou être addi- .tionnées d'autres ingrédients, tels que ,du chrome (jusqu'à 4 pour cent), molybdène (jusqu'à 2 pour cent) et vanadium (jusqu'à 2 pour cent) et pourvu que les fontes conservent le caractère
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essentiel, c'est-à-dire d'être grises après coulée, ces éléments ne contrarient pas non plus l'obtention des améliorations selon l'invention.
L'efficacité du cérium pour produire une structure nodulaire peut être amplifiée en traitant le métal en fusion avec une addition préalable à l'addition du cérium, ou bien elle peut encore être augmentée davantage en traitant le métal fondu avec une addition après l'addition du cérium. De telles additions prennent la forme d'additions graphitisantes, de formation en noyau, ou désoxydantes, telles que du ferro-silicium, siliciure de calcium, silicium, aluminium, graphite, ou alliages siliceux. contenant du calcium, aluminium, manganèse, titane, zirconium.
Le cérium peut être ajouté sous une forme appropriée quel- conque, que ce soit sous celle de cérium métallique pur, mischmetall, ferrocérium, carbure de cérium, ou un autre alliage de cérium.
Il est préférable d'éviter l'emploi d'alliages de cérium qui contiennent du magnésium, puisqu'en présence de ce métal, la dissolution du cérium dans le fer devient moins facile. Si bn le désire, le cérium peut être utilisé sous la forme d'un composé réductible de cérium. Comme il a déjà, été signalée le sulfure de cérium est inefficace pour le but visé par l'invention et son emploi doit être évité.
Lors de l'addition de cérium à la fonte, il se produira une certaine perte de cet élément, et cette perte variera selon le type du système de fusion dont il est fait usagé. La perte est la plus faible lorsque la fonte est fondue dans un four à creuset (chauffé au gaz, à l'huile ou au combustible solide) ou dans un four à chauffage électrique à induction. Il se produit de plus grandes pertes de cérium dans le cas de fours électriques à arc (direct ou indirect) et de fours rotatifs (chauffés au gaz, ou au combustible liquide ou pulvérisé). Les pertes sont encore plus grandes lorsque le métal est fondu au cubiloto
La grandeur des quantités de cérium devant être ajoutées
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selon l'invention présente de l'importance.
Lorsqu'il s'agit d'additions de cérium seul, on produit une fonte blanche si la proportion de cérium dans la fonte est trop élevée. Pour une pièce coulée de toute section donnée, il existe une proportion maximum de cérium qui ne doit pas être dépassée si la formation de fonte blanche doit être évitée. Par la "grandeur de section", on entend l'épaisseur de la pièce coulée à sa section transver- sale la plus petite. Le tableau I ci-dessous indique les pro- portions maxima approximatives admissibles de cérium dans des pièces coulées de différentes grandeurs de section, en l'absence d'autres additions, mais il est entendu que l'invention n'est pas limitée à des pièces coulées d'une section de grandeur déter- minée quelconque.
TABLEAU I.
EMI5.1
<tb>
Grandeur <SEP> de <SEP> section <SEP> Pourcentage <SEP> maximum <SEP> de <SEP> cérium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> pouces, <SEP> pour <SEP> éviter <SEP> la <SEP> fonte <SEP> blanche.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> moins <SEP> de <SEP> 1/4 <SEP> 0,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1/4 <SEP> - <SEP> 7/16 <SEP> 0. <SEP> 05
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7/16 <SEP> - <SEP> 5/8 <SEP> 0.10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5/8 <SEP> - <SEP> 7/8 <SEP> 0.15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7/8 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1/8 <SEP> 0.20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 1/8- <SEP> 1 <SEP> ¸ <SEP> 0.25
<tb>
Pour toute grandeur de section, la quantité minimun de cérium qui est efficace pour obtenir le résultat désiré est de 0,01 à 0,03 pour cent.
,L'addition d'une quantité plus grande que cette proportion minimum peut toutefois aider à assurer que cha- que partie de la pièce coulée contient au moins la'quantité minimum de cérium et, comme indiqué par l'Exemple 2 donné ci- après, l'addition de plu's de cérium, endéans les limites pres- crites, peut augmenter l'amélioration des propriétés.
Lorsque l'addition de cérium est suivie d'une addition
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graphitisante, de formation de noyaux ou désoxydante, le pourcen- tage du cérium ajouté n'est plus limité aux maxima donnés par le tableau I, et la quantité requise pour donner les meilleures pro- priétés mécaniques peut être ajoutée sans risque de produire de la fonte blanche.
En général, l'addition d'une quantité suffisante de cérium pour donner 0,01 à 0,50 pour cent de cérium dans la pièce coulée donnera lieu à l'obtention de pièces coulées possédant les pro- priétés améliorées conformément à l'invention.
Les fontes de fer fabriquées selon la présente invention peuvent, si on le désire, recevoir un traitement thermique subsé- quent pour en améliorer encore les propriétés mécaniques. Des traitements d'élimination de tensions internes, de recuit d'adou- ci@@ement, de normalisation et de trempe et de trempe liquide, peuvent être appliqués en vue de satisfaireà, des exigences spé- ciales. Ces procédés ne changent pas la structure nodulaire du graphite, mais influencent seulement la texture métallique.
L'addition de cérium à la fonte en fusion peut se faire à toute température habituellement atteinte pour la fonte avant la coulée. Le cérium se dissout d'une manière satisfaisante à toutes les températures d'environ 1200 C, mais il est avantageux d'utiliser des températures plus élevées. Dans le cas de fontes hypereutectiques, le cérium doit être ajouté avant qu'une quantité sensible de graphite d'écume ne se soit séparée du métal fondu.
Les fontes de fer contenant du cérium, selon l'invention, possèdent des propriétés mécaniques améliorées, telles que la ré- sistance à la flexion, à la traction, à la compression, au cîsail- lement et aux chocs, le module d'élasticité et la fatigue à. toutes les températures. En outre, le métal devient ductile dans une certaine mesure.
L'invention est illustrée, mais non limitée, par les exemples suivants.
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Exemple 1 - Addition simple de cérium.
Une fonte brute contenant carbone total 4,07 pour cent
Silicium 2,60 " manganèse 0,63 " soufre 0,014 phosphore 0,028 a été fondue dans un four à creuset et coulée en éprouvettes de quatre grandeurs différentes. Une deuxième partie de la même fonte brute a été fondue, additionnée de cérium, et coulée en une série d'éprouvettes similaires. Les deux groupes d'éprouvettes présentaient l'analyse suivante :
EMI7.1
<tb> Fonte <SEP> brute <SEP> fondue <SEP> Fonte <SEP> brute <SEP> fondue <SEP> et <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> additionnée <SEP> de <SEP> cérium.
<tb>
<tb>
Carbone <SEP> total <SEP> 3,85 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 3,83 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb> silicium <SEP> 2,47 <SEP> " <SEP> 2,45 <SEP> "
<tb>
<tb> manganèse <SEP> 0,55 <SEP> " <SEP> 0,53 <SEP> "
<tb>
<tb> soufre <SEP> 0,015 <SEP> " <SEP> 0,010 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> phosphore <SEP> 0,024 <SEP> " <SEP> 0,023 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> cérium <SEP> 6,046 <SEP> "
<tb>
et ont donné les résultats d'essais suivants :
EMI7.2
Diamè- Résistance ',Résistance Drté Résistance tre des a flexion. pouces a la trac- Dureté au choc. éprou" la flexion. pouces trac Brinell au choc. éprou- Tonnes/-Pouce tion.
Brinell livres pieds vettes Tonnes/,pouce t/pouce can-6 IlVres"pleds en pouces carre. '¯¯¯¯¯¯¯ t"¯¯¯¯L#)¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯
EMI7.3
<tb> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec
<tb>
<tb> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2.1 <SEP> 21.2 <SEP> 34. <SEP> 5 <SEP> 0.23 <SEP> 0025 <SEP> 9.3 <SEP> 18.3 <SEP> 153 <SEP> 164 <SEP> -
<tb>
EMI7.4
..8"",.¯¯¯¯........---- ---,,",,"". "---------.-1"----- -....-...- ....----1----------..... ¯¯¯¯ 1.2 a4.8 43.8 0.29 -0.50; 13.0 1.4 '163 -185 0.875 29.4 48.7 0.19 0.32 15.5 22.2 185 195 13 45 z..¯-- .-0.6"'¯ '33.9' 1 0,> 0.50 18.5 29.0 202 261 "Ô"' 0.6 33.9 62.4 0.16 0.3o 18.5 29.0 202 231 Exemple 2 Additions progressives de cérium.
Cinq éprouvettes de 24 pouces de long et 3 pouces de dia- mètre ont été coulées en moules au sable vert, en un métal qui présentait la composition suivante avant fusion :
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Carbone total 3,79 pour cent
Silicium 2,80 pour cent
Manganèse 0,53 pour cent
Phosphore 0,028 pour cent
Soufre 0,015 pour cent
La quantité appropriée de métal a été soutirée, dans chaque cas, dans une poche pour la coulée. La première éprouvette a été coulée sans traitement, tandis que les autres ont été coulées après des additions de plus en plus grandes de cérium au métal fondu se trouvant dans la poche.
La teneur en cérium de chaque éprouvette a été déterminée par analyse, et les propriétés mécani- ques ont été essayées avec les résultats suivants:
EMI8.1
<tb> Eprou- <SEP> Résistance <SEP> Flèche <SEP> Résistance <SEP> Dureté <SEP> Cérium
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> à <SEP> la <SEP> fle- <SEP> à <SEP> la <SEP> trac- <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> xion <SEP> en <SEP> en <SEP> tion <SEP> Brinell <SEP> pour
<tb>
<tb>
<tb> , <SEP> t/pouce <SEP> pouces <SEP> t/pouce
<tb>
<tb> carré, <SEP> carré, <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 13. <SEP> 6 <SEP> 0.21 <SEP> 6. <SEP> 7 <SEP> 98 <SEP> Nul
<tb>
EMI8.2
-----------------¯J¯------- --------------------- ------------
EMI8.3
<tb> 2 <SEP> 38.0 <SEP> 0. <SEP> 21 <SEP> 17. <SEP> 9 <SEP> 167 <SEP> 0.040
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 46.
<SEP> 5 <SEP> 0.35 <SEP> 22.4 <SEP> 176 <SEP> 0.053
<tb>
EMI8.4
------------------¯.------ ------------------- -----------
EMI8.5
<tb> 4 <SEP> 47.6 <SEP> 0. <SEP> 34 <SEP> 24. <SEP> 0 <SEP> 181 <SEP> 0. <SEP> 072
<tb>
<tb> 5 <SEP> 50.8 <SEP> 0. <SEP> 42 <SEP> 26. <SEP> 3 <SEP> 179 <SEP> 0.101
<tb>
exemple 3. Traitement préalable à l'addition de cérium. Trois éprouvettes d'un diamètre de trois pouces ont été coulées en mé- tal ayant, avant fusion, la composition suivante:
Carbone total 3,63 pour cent
Silicium 2,65 pour cent manganèse 0,48 pour cent
Soufre 0,030 pour cent
Phosphore 0,030 pour cent
Trois échantillons de métal contenus dans des poches ont été traités- avec la même quantité de cérium dans chaque cas.
Aucune
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addition supplémentaire n'a été faite au métal dans une pre- mière poche, avec laquelle l'éprouvette N 1 a été coulée. Pour l'éprouvette N 2, coulée avec la deuxième poche, on a, avant l'addition du cérium, ajouté 0,2 parties en poids d'aluminium pour 100 parties de métal. Pour l'éprouvette N 3, coulée avec la troisième poche, on a ajouté 0,4 parties en poids de siliciure de calcium pour 100 parties de métal, avant l'addition du cérium..
Les résultats des déterminations du cérium et des essais mécaniques ont été les suivants pour les trois éprouvettes:
EMI9.1
<tb> %prou- <SEP> Résistance <SEP> Flèche <SEP> Résistance <SEP> Dureté <SEP> Cerium
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> à <SEP> la <SEP> fle- <SEP> à <SEP> la <SEP> trac-
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> xion <SEP> tion <SEP> Brinell <SEP> pour
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> t <SEP> pouce <SEP> carré. <SEP> pouces. <SEP> t/pouce, <SEP> cent.
<tb>
<tb>
<tb> carré.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
1 <SEP> 37.0 <SEP> 0.35 <SEP> 19. <SEP> 5 <SEP> 166 <SEP> 0.044
<tb>
EMI9.2
------------------ --------- -1 --- ------- ---------------------
EMI9.3
<tb> 2 <SEP> 46.7 <SEP> 0.56 <SEP> 26.4 <SEP> 170 <SEP> 0. <SEP> 051
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 51.8 <SEP> 0. <SEP> 65 <SEP> 27.0 <SEP> 173 <SEP> 0.061
<tb>
Exemple 4 - Traitement après l'addition de cérium.
Deux poches de métal, dont le N 1 a été seulement traité avec du cérium, tandis que le N 2 a été traité avec du cérium et ensuite par une addition de ferro-silicium contenant du manganèse et du zirconium, avaient les analyses suivantes :
EMI9.4
<tb> N <SEP> 1 <SEP> N <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbone <SEP> total <SEP> 3,77 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 3,62 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 2,65 <SEP> " <SEP> " <SEP> 2,76 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 0,49 <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,52 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 0,009 <SEP> " <SEP> 0,007 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 'Phosphore <SEP> 0,030 <SEP> " <SEP> " <SEP> ,032 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cérium <SEP> 0,055 <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,038 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zirconium <SEP> - <SEP> 0,
008 <SEP> "
<tb>
On a obtenu les propriétés mécaniques suivantes avec des éprouvettes standard de 1,2 pouces de diamètre:
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb> éprouve!- <SEP> Résistance <SEP> Flèche <SEP> Résistance <SEP> Durèté <SEP> Résistante <SEP> à <SEP> la <SEP> à <SEP> la <SEP> ce <SEP> au
<tb> N <SEP> flexion <SEP> traction <SEP> Brinell <SEP> choc
<tb> t/pouce <SEP> pouces <SEP> t/pouce <SEP> livrescarré <SEP> carré <SEP> pieds
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 44,0 <SEP> 0,43 <SEP> 23,6 <SEP> 190 <SEP> 35
<tb>
EMI10.2
¯¯¯¯¯¯¯--¯¯¯¯¯¯¯¯¯--¯--------.-------¯----------¯------¯------¯
EMI10.3
<tb> 2 <SEP> 55,3 <SEP> 0,80 <SEP> 30,7 <SEP> 209 <SEP> 82
<tb>
Exemple 5 - Fer austénitique. Du cérium a été ajouté à du fer austénitique au cupro-nickel, fondu dans un four rotatif chauffé au combustible liquide.
La pièce coulée avait l'analyse suivante:
Carbone total 2,66 pour cent
Carbone combiné 0,58 " "
Carbone graphitique 2,08 " "
Silicium 2,56 " "
Manganèse 1,16 " "
Soufre 0,051 " "
Phosphore 0,067 " "
Nickel 15,37 " "
Cuivre 6,47 " "
Chrome 0,83 " "
Cérium 0,19 " "
On a coulé des éprouvettes avec et sans addition du cérium et on a obtenu les résultats suivants pour les essais mécaniques:
EMI10.4
<tb> Résistance <SEP> Flèche <SEP> Résistance <SEP> Dureté
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> à <SEP> la <SEP> à <SEP> la <SEP> . <SEP> Il <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> | <SEP> de <SEP> flexion <SEP> traction <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb> l'éprou- <SEP> t/pouce <SEP> pouces <SEP> t/pouce <SEP> Nombre
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> | <SEP> carré <SEP> | <SEP> carré|
<tb>
<tb>
<tb> pousse <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cérium <SEP> cérïura <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium
<tb>
<tb>
<tb> 1. <SEP> 5 <SEP> 19.2 <SEP> 40.8 <SEP> 0. <SEP> 40 <SEP> 0.80 <SEP> 6.9 <SEP> 17.7 <SEP> 112 <SEP> 156
<tb>
EMI10.5
1---------- -----. ------ ------ ------ ------¯-------------¯------- 1. 20.7 r 44.G zou.55 ..GS 7.6 bzz 111 160.
I i.u'..-Je¯-¯-w.OO --...- Û.SG-G.oe .s¯-.-. .15- 5-- 0.875 22.9 41.3 0.50 0.90 8.1 21.6 115 154
EMI10.6
<tb> | <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> | <SEP> 21.7| <SEP> 44.6| <SEP> 0.20 <SEP> | <SEP> 0.49 <SEP> | <SEP> 9.8 <SEP> |18.2 <SEP> |124 <SEP> |172
<tb>
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Exemple 6-Fer austénitique . Des quantités variables de cérium ont été ajoutées à un fer austénitique fondu dans un four électrique à arc indirect.
Le fer original contenait:
Carbone total 2,92 pour cent
Silicium 2,51 "
Manganèse 0,51 " "
Soufre 0,020 " "
Phosphore 0,040 " "
Nickel 12,79 " "
Cuivre 6,61 " "
Avec cinq.éprouvettes on a obtenu les résultats suivants:
EMI11.1
<tb> Eprouvette <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> Cérium
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb> tonnes/pouce <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb> carre
<tb>
<tb>
<tb> 8.2. <SEP> nul
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.5 <SEP> 0.009
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 16.3 <SEP> 0. <SEP> 031
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 22. <SEP> 5 <SEP> 0. <SEP> 046
<tb>
<tb>
<tb> -----------------------------------------------
<tb>
<tb> 5 <SEP> 26.
<SEP> 0 <SEP> 0.058
<tb>
Exemple 7 - Fonte spéciale- Cet exemple concerne l'addition de cérium à un fer à basse teneur en silicium, dans lequel le man- que de silicium a été compensé par une addition appropriée de nickel. L'analyse était :
Carbone total 3,83 pour cent
Silicium 1,60 " "
Manganèse 0,48 " "
Soufre 0,012 " "
Phosphore 0,026 " "
Nickel 2,58 " "
Des éprouvettes coulées avec et sans addition de cérium (dont l'analyse constatait 0,046 pour cent) ont donné les résultats suivants:
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
<tb> Diamètre <SEP> Résistance <SEP> Résistance <SEP> Bureté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> la <SEP> la <SEP> Dureté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1'éprouvette <SEP> flexion <SEP> traction <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pouces. <SEP> t/pouce <SEP> carré <SEP> t/pouce <SEP> ' <SEP> carré <SEP> Nombre
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium <SEP> cérium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1.6 <SEP> 28.2 <SEP> 42.8 <SEP> 11.2 <SEP> 26.2 <SEP> 191 <SEP> 255
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1.2 <SEP> 27. <SEP> 7 <SEP> 48.8 <SEP> 13.
<SEP> 5 <SEP> 32.0 <SEP> 209 <SEP> 272
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0.875 <SEP> 31.2 <SEP> 55. <SEP> 4 <SEP> 14.4 <SEP> 34. <SEP> 9 <SEP> 207 <SEP> 278
<tb>
REVENDICATIONS.
1. Fonte grise contenant environ 0,01 à 0.30 pour cent en poids de cérium (autre que celui présent sous la forme de sulfu- re de cérium), -la proportion étant toujours plus petite que celle qui, dans des conditions similaires de coulée, produirait des pièces coulées en fonte blanche, - avec ou sans addition (avant, simultanément avec, ou de préférence après l'addition de cérium) d'une ou plusieurs additions graphitisantes, de formation en noyau ou désoxydantes, telles que ferro-silicium, siliciure de calcium, silicium, aluminium, graphite ou alliages siliceux con- tenant du calcium, aluminium, manganèse, titane, zirconium.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements in the manufacture of cast iron"
The invention relates to the manufacture of cast iron and has for its object to produce cast iron having physical properties superior to those of known cast irons, especially with regard to its good condition, tensile strength and strength. impact, these properties may be accompanied by low hardness and good machinability.
According to the invention, this object is achieved by adding cerium in controlled proportions to the molten metal, with or without other additions and under conditions which will be described below.
As the starting material any iron is used which, upon solidification from molten metal, produces gray iron (i.e., cast iron having a metallic texture.
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pearlitic, ferritic, or formed from a mixture of ferrite and perlite, or austenitic, martensitic or acicular) and having a phosphorus content not exceeding 0.5 per cent. (In the description and the claims, the percentages given are, unless otherwise indicated, percentages by weight calculated for solid iron after casting).
It is well known that, in gray cast iron, the graphite or free carbon exists wholly or mainly in the form of lamellae. The function of the cerium added under the conditions described is to cause the graphite to appear totally or mainly in the form of nodules, that is to say of small spheres instead of lamellae, and the research carried out by the applicant indicates that In the presence of an appropriate proportion of cerium, the free carbon predominantly assumes the nodular form during cooling after solidification.
The presence of phosphorus is unfavorable for this nodulation process, since in proportions of more than about 0.5 percent phosphorus prevents the dissolution of a sufficient amount of cerium in iron at normal melting and casting temperatures.
The sulfur content of the starting material should also be as low as possible, since sulfur preferably combines with cerium, much of which can thus be lost as cerium sulphide (which is ineffective in causing nodulation, even if it is retained in the iron) o When the starting material contains sulfur, proportionally more cerium should be used. If necessary, the starting material is subjected to a preliminary desulfurization according to one of the known methods, before the addition of the cerium.
The carbon content of the starting material can vary
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within wide limits; it can in particular be such as to give .lieu to obtain a cast iron containing between about 2.0 and more than 4.2 per cent of carbon. Good results are obtained with hypereutectic iron-carbon alloys, that is to say those which, after casting, contain a percentage of carbon which is greater than
4.3 - 1/3 (p + Si)
In this expression, P and Si respectively represent the percentage content of phosphorus and silicon in the cast iron.
When the alloy used is hypoeutectic, that is to say if the percentage of carbon in the cast iron is lower than the value given by the above formula, it is preferable that the alloy contains nickel in an amount such as a cast iron containing about 10 to 40 percent nickel is obtained.
The starting material will obviously contain silicon, and it is preferable that the proportion of silicon in the melt is in the range of 2.3 to 7.0 percent. However, it has been observed that, in order to achieve the aim of the invention, any lack of silicon below 2.3 percent can be compensated for (example 7) by the presence of nickel and / or copper in it. appropriate amounts (in this regard, 3 percent nickel and / or copper equals 1 percent silicon); or this compensation can be obtained by adding material containing silicon to the molten metal, before or, preferably, after the addition of cerium (Example 4).
Iron melts can contain from 0.5 to 7.0 percent manganese and such proportions do not interfere with the achievement of the improvements according to the invention.
Iron melts may also contain, or be supplemented with, other ingredients, such as, chromium (up to 4 percent), molybdenum (up to 2 percent) and vanadium (up to 2 percent). cent) and provided that the fonts retain the character
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essential, that is to say to be gray after casting, these elements do not interfere with obtaining the improvements according to the invention.
The efficiency of cerium to produce a nodular structure can be enhanced by treating the molten metal with an addition prior to the addition of the cerium, or it can be further increased by treating the molten metal with an addition after the addition. cerium. Such additions take the form of graphitizing, core-forming, or deoxidizing additions, such as ferro-silicon, calcium silicide, silicon, aluminum, graphite, or siliceous alloys. containing calcium, aluminum, manganese, titanium, zirconium.
Cerium can be added in any suitable form, whether as pure metallic cerium, mischmetall, ferrocerium, cerium carbide, or other alloy of cerium.
It is preferable to avoid the use of cerium alloys which contain magnesium, since in the presence of this metal, the dissolution of cerium in iron becomes less easy. If desired, cerium can be used in the form of a reducible compound of cerium. As has already been pointed out, cerium sulphide is ineffective for the purpose of the invention and its use should be avoided.
When adding cerium to the cast iron some loss of this element will occur, and this loss will vary depending on the type of melting system from which it is used. The loss is smallest when cast iron is melted in a crucible furnace (heated with gas, oil or solid fuel) or in an electrically heated induction furnace. Greater losses of cerium occur in the case of electric arc furnaces (direct or indirect) and rotary furnaces (heated with gas, or with liquid or pulverized fuel). The losses are even greater when the metal is melted in the cubiloto
The magnitude of the amounts of cerium to be added
<Desc / Clms Page number 5>
according to the invention is of importance.
When it comes to additions of cerium alone, a white iron is produced if the proportion of cerium in the iron is too high. For a casting of any given cross section, there is a maximum proportion of cerium which should not be exceeded if the formation of white cast iron is to be avoided. By "section size" is meant the thickness of the casting at its smallest cross section. Table I below shows the approximate maximum allowable proportions of cerium in castings of different cross-sectional sizes, in the absence of other additions, but it is understood that the invention is not limited to castings of any specified size cross-section.
TABLE I.
EMI5.1
<tb>
Size <SEP> of <SEP> section <SEP> Maximum percentage <SEP> <SEP> of <SEP> cerium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> inches, <SEP> for <SEP> avoid <SEP> the <SEP> white <SEP> font.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> less <SEP> of <SEP> 1/4 <SEP> 0.03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1/4 <SEP> - <SEP> 7/16 <SEP> 0. <SEP> 05
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7/16 <SEP> - <SEP> 5/8 <SEP> 0.10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5/8 <SEP> - <SEP> 7/8 <SEP> 0.15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7/8 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> 1/8 <SEP> 0.20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 1 / 8- <SEP> 1 <SEP> ¸ <SEP> 0.25
<tb>
For any section size, the minimum amount of cerium that is effective to achieve the desired result is 0.01 to 0.03 percent.
The addition of an amount greater than this minimum proportion can, however, help to ensure that each part of the casting contains at least the minimum amount of cerium and, as indicated by Example 2 given below. , the addition of more cerium, within the prescribed limits, may increase the improvement in properties.
When the addition of cerium is followed by an addition
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graphitizing, nucleating or deoxidizing, the percentage of cerium added is no longer limited to the maxima given in Table I, and the amount required to give the best mechanical properties can be added without risk of producing white cast iron.
In general, the addition of a sufficient quantity of cerium to give 0.01 to 0.50 percent cerium in the casting will result in the production of castings having the improved properties according to the invention. .
The iron castings made according to the present invention may, if desired, be subsequently heat treated to further improve their mechanical properties. Stress relieving, smoothing annealing, normalizing and quenching and liquid quenching treatments may be applied to meet special requirements. These processes do not change the nodular structure of graphite, but only influence the metallic texture.
The addition of cerium to the molten iron can be done at any temperature usually reached for the melt before casting. Cerium dissolves satisfactorily at all temperatures of about 1200 C, but it is advantageous to use higher temperatures. In the case of hypereutectic cast irons, cerium must be added before a substantial amount of scum graphite has separated from the molten metal.
The irons containing cerium, according to the invention, have improved mechanical properties, such as resistance to bending, tension, compression, sagging and impact, modulus of elasticity. and fatigue at. all temperatures. In addition, the metal becomes ductile to some extent.
The invention is illustrated, but not limited, by the following examples.
<Desc / Clms Page number 7>
Example 1 - Simple addition of cerium.
A pig iron containing 4.07 percent total carbon
Silicon 2.60 "manganese 0.63" sulfur 0.014 phosphorus 0.028 was melted in a crucible furnace and cast into test tubes of four different sizes. A second part of the same pig iron was melted, added with cerium, and cast into a series of similar test tubes. The two groups of test pieces presented the following analysis:
EMI7.1
<tb> Cast iron <SEP> raw <SEP> melted <SEP> Cast iron <SEP> raw <SEP> melted <SEP> and <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> plus <SEP> of <SEP> cerium.
<tb>
<tb>
Carbon <SEP> total <SEP> 3.85 <SEP> for <SEP> cent <SEP> 3.83 <SEP> for <SEP> cent
<tb>
<tb> silicon <SEP> 2.47 <SEP> "<SEP> 2.45 <SEP>"
<tb>
<tb> manganese <SEP> 0.55 <SEP> "<SEP> 0.53 <SEP>"
<tb>
<tb> sulfur <SEP> 0.015 <SEP> "<SEP> 0.010 <SEP>"
<tb>
<tb>
<tb> phosphorus <SEP> 0.024 <SEP> "<SEP> 0.023 <SEP>"
<tb>
<tb>
<tb> cerium <SEP> 6.046 <SEP> "
<tb>
and gave the following test results:
EMI7.2
Diameter Resistance, Resistance Drté Resistance to bending. inches to trac- Impact hardness. flexion. inch trac Brinell shock. test- Tons / -Inch.
Brinell pounds cubic feet Tons /, inch t / inch can-6 IlVres "pleds in square inches. '¯¯¯¯¯¯¯ t" ¯¯¯¯L #) ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯
EMI7.3
<tb> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with
<tb>
<tb> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2.1 <SEP> 21.2 <SEP> 34. <SEP> 5 <SEP> 0.23 <SEP> 0025 <SEP> 9.3 <SEP> 18.3 <SEP> 153 <SEP> 164 <SEP> -
<tb>
EMI7.4
..8 "",. ¯¯¯¯ ........---- --- ,, ",," "." ---------.- 1 "- --- -....-...- ....---- 1 ----------..... ¯¯¯¯ 1.2 a4.8 43.8 0.29 -0.50; 13.0 1.4 '163 -185 0.875 29.4 48.7 0.19 0.32 15.5 22.2 185 195 13 45 z..¯--.-0.6 "' ¯ '33 .9 '1 0,> 0.50 18.5 29.0 202 261" Ô "' 0.6 33.9 62.4 0.16 0.3 o 18.5 29.0 202 231 Example 2 Gradual additions of cerium.
Five test pieces 24 inches long and 3 inches in diameter were cast in green sand molds, of a metal which had the following composition before melting:
<Desc / Clms Page number 8>
Total carbon 3.79 percent
Silicon 2.80 percent
Manganese 0.53 percent
Phosphorus 0.028 percent
Sulfur 0.015 percent
The appropriate amount of metal was drawn, in each case, into a ladle for casting. The first specimen was cast without treatment, while the others were cast after increasing additions of cerium to the molten metal in the ladle.
The cerium content of each specimen was determined by analysis, and the mechanical properties were tested with the following results:
EMI8.1
<tb> Eprou- <SEP> Resistance <SEP> Arrow <SEP> Resistance <SEP> Hardness <SEP> Cerium
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> to <SEP> the <SEP> fle- <SEP> to <SEP> the <SEP> trac- <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> xion <SEP> in <SEP> in <SEP> tion <SEP> Brinell <SEP> for
<tb>
<tb>
<tb>, <SEP> t / inch <SEP> inch <SEP> t / inch
<tb>
<tb> square, <SEP> square, <SEP> hundred
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 13. <SEP> 6 <SEP> 0.21 <SEP> 6. <SEP> 7 <SEP> 98 <SEP> Null
<tb>
EMI8.2
----------------- ¯J¯ ------- --------------------- - ----------
EMI8.3
<tb> 2 <SEP> 38.0 <SEP> 0. <SEP> 21 <SEP> 17. <SEP> 9 <SEP> 167 <SEP> 0.040
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 46.
<SEP> 5 <SEP> 0.35 <SEP> 22.4 <SEP> 176 <SEP> 0.053
<tb>
EMI8.4
------------------ ¯ .------ ------------------- ----- ------
EMI8.5
<tb> 4 <SEP> 47.6 <SEP> 0. <SEP> 34 <SEP> 24. <SEP> 0 <SEP> 181 <SEP> 0. <SEP> 072
<tb>
<tb> 5 <SEP> 50.8 <SEP> 0. <SEP> 42 <SEP> 26. <SEP> 3 <SEP> 179 <SEP> 0.101
<tb>
Example 3. Treatment prior to the addition of cerium. Three test pieces with a diameter of three inches were cast in metal having, before melting, the following composition:
Total carbon 3.63 percent
Silicon 2.65 percent manganese 0.48 percent
Sulfur 0.030 percent
Phosphorus 0.030 percent
Three samples of metal contained in bags were treated with the same amount of cerium in each case.
Any
<Desc / Clms Page number 9>
further addition was made to the metal in a first pocket, with which the test piece N 1 was cast. For test piece N 2, cast with the second ladle, before the addition of the cerium, 0.2 parts by weight of aluminum were added per 100 parts of metal. For test tube N 3, cast with the third ladle, 0.4 parts by weight of calcium silicide per 100 parts of metal was added, before the addition of cerium.
The results of the cerium determinations and the mechanical tests were as follows for the three specimens:
EMI9.1
<tb>% prou- <SEP> Resistance <SEP> Arrow <SEP> Resistance <SEP> Hardness <SEP> Cerium
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> to <SEP> the <SEP> fle- <SEP> to <SEP> the <SEP> trac-
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> xion <SEP> tion <SEP> Brinell <SEP> for
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> t <SEP> inch <SEP> square. <SEP> inches. <SEP> t / inch, <SEP> cent.
<tb>
<tb>
<tb> square.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
1 <SEP> 37.0 <SEP> 0.35 <SEP> 19. <SEP> 5 <SEP> 166 <SEP> 0.044
<tb>
EMI9.2
------------------ --------- -1 --- ------- ----------- ----------
EMI9.3
<tb> 2 <SEP> 46.7 <SEP> 0.56 <SEP> 26.4 <SEP> 170 <SEP> 0. <SEP> 051
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 51.8 <SEP> 0. <SEP> 65 <SEP> 27.0 <SEP> 173 <SEP> 0.061
<tb>
Example 4 - Treatment after the addition of cerium.
Two pockets of metal, of which the N 1 was only treated with cerium, while the N 2 was treated with cerium and then by addition of ferro-silicon containing manganese and zirconium, had the following analyzes:
EMI9.4
<tb> N <SEP> 1 <SEP> N <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbon <SEP> total <SEP> 3.77 <SEP> for <SEP> cent <SEP> 3.62 <SEP> for <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicon <SEP> 2.65 <SEP> "<SEP>" <SEP> 2.76 <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganese <SEP> 0.49 <SEP> "<SEP>" <SEP> 0.52 <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfur <SEP> 0.009 <SEP> "<SEP> 0.007 <SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 'Phosphorus <SEP> 0,030 <SEP> "<SEP>" <SEP>, 032 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cerium <SEP> 0.055 <SEP> "<SEP>" <SEP> 0.038 <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zirconium <SEP> - <SEP> 0,
008 <SEP> "
<tb>
The following mechanical properties were obtained with standard 1.2 inch diameter specimens:
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb> test! - <SEP> Resistance <SEP> Arrow <SEP> Resistance <SEP> Hardness <SEP> Resistant <SEP> at <SEP> the <SEP> at <SEP> the <SEP> this <SEP> at
<tb> N <SEP> flexion <SEP> traction <SEP> Brinell <SEP> shock
<tb> t / inch <SEP> inches <SEP> t / inch <SEP> poundssquare <SEP> square <SEP> feet
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 44.0 <SEP> 0.43 <SEP> 23.6 <SEP> 190 <SEP> 35
<tb>
EMI10.2
¯¯¯¯¯¯¯ - ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - ¯ --------.------- ¯ ---------- ¯- ----- ¯ ------ ¯
EMI10.3
<tb> 2 <SEP> 55.3 <SEP> 0.80 <SEP> 30.7 <SEP> 209 <SEP> 82
<tb>
Example 5 - Austenitic iron. Cerium was added to austenitic copper-nickel iron, melted in a rotary kiln heated with liquid fuel.
The casting had the following analysis:
Total carbon 2.66 percent
Combined carbon 0.58 ""
Graphitic carbon 2.08 ""
Silicon 2.56 ""
Manganese 1.16 ""
Sulfur 0.051 ""
Phosphorus 0.067 ""
Nickel 15.37 ""
Copper 6.47 ""
Chrome 0.83 ""
Cerium 0.19 ""
Test pieces were cast with and without the addition of cerium and the following results were obtained for the mechanical tests:
EMI10.4
<tb> Resistance <SEP> Arrow <SEP> Resistance <SEP> Hardness
<tb>
<tb>
<tb> Diameter <SEP> to <SEP> the <SEP> to <SEP> the <SEP>. <SEP> He <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> | <SEP> of <SEP> bending <SEP> traction <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb> test <SEP> t / inch <SEP> inch <SEP> t / inch <SEP> Number
<tb>
<tb>
<tb> vette <SEP> | <SEP> square <SEP> | <SEP> square |
<tb>
<tb>
<tb> push <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cerium <SEP> cerïura <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium
<tb>
<tb>
<tb> 1. <SEP> 5 <SEP> 19.2 <SEP> 40.8 <SEP> 0. <SEP> 40 <SEP> 0.80 <SEP> 6.9 <SEP> 17.7 <SEP> 112 <SEP> 156
<tb>
EMI10.5
1 ---------- -----. ------ ------ ------ ------ ¯ ------------- ¯ ------- 1. 20.7 r 44.G zou.55 ..GS 7.6 bzz 111 160.
I i.u '..- Jē-¯-w.OO --...- Û.SG-G.oe .s¯ -.-. .15- 5-- 0.875 22.9 41.3 0.50 0.90 8.1 21.6 115 154
EMI10.6
<tb> | <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> | <SEP> 21.7 | <SEP> 44.6 | <SEP> 0.20 <SEP> | <SEP> 0.49 <SEP> | <SEP> 9.8 <SEP> | 18.2 <SEP> | 124 <SEP> | 172
<tb>
<Desc / Clms Page number 11>
Example 6-Austenitic iron. Varying amounts of cerium were added to molten austenitic iron in an electric indirect arc furnace.
The original iron contained:
Total carbon 2.92 percent
Silicon 2.51 "
Manganese 0.51 ""
Sulfur 0.020 ""
Phosphorus 0.040 ""
Nickel 12.79 ""
Copper 6.61 ""
With five test pieces, the following results were obtained:
EMI11.1
<tb> Test tube <SEP> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> Cerium
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb> tons / inch <SEP> for <SEP> cent
<tb>
<tb> square
<tb>
<tb>
<tb> 8.2. <SEP> null
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.5 <SEP> 0.009
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 16.3 <SEP> 0. <SEP> 031
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 22. <SEP> 5 <SEP> 0. <SEP> 046
<tb>
<tb>
<tb> -----------------------------------------------
<tb>
<tb> 5 <SEP> 26.
<SEP> 0 <SEP> 0.058
<tb>
Example 7 - Special cast iron This example relates to the addition of cerium to a low silicon iron, in which the lack of silicon has been compensated for by an appropriate addition of nickel. The analysis was:
Total carbon 3.83 percent
Silicon 1.60 ""
Manganese 0.48 ""
Sulfur 0.012 ""
Phosphorus 0.026 ""
Nickel 2.58 ""
Test pieces cast with and without the addition of cerium (which analysis showed 0.046 percent) gave the following results:
<Desc / Clms Page number 12>
EMI12.1
<tb> Diameter <SEP> Resistance <SEP> Resistance <SEP> Bureté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> the <SEP> the <SEP> Hardness
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the test-tube <SEP> bending <SEP> traction <SEP> Brinell
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> inches. <SEP> t / inch <SEP> square <SEP> t / inch <SEP> '<SEP> square <SEP> Number
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with <SEP> without <SEP> with
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium <SEP> cerium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1.6 <SEP> 28.2 <SEP> 42.8 <SEP> 11.2 <SEP> 26.2 <SEP> 191 <SEP> 255
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1.2 <SEP> 27. <SEP> 7 <SEP> 48.8 <SEP> 13.
<SEP> 5 <SEP> 32.0 <SEP> 209 <SEP> 272
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0.875 <SEP> 31.2 <SEP> 55. <SEP> 4 <SEP> 14.4 <SEP> 34. <SEP> 9 <SEP> 207 <SEP> 278
<tb>
CLAIMS.
1. Gray cast iron containing about 0.01 to 0.30 percent by weight of cerium (other than that present as cerium sulphuret), the proportion always being smaller than that which, under similar casting conditions , would produce castings of white iron, - with or without the addition (before, simultaneously with, or preferably after the addition of cerium) of one or more graphitizing, kernel-forming or deoxidizing additions, such as ferro-silicon , calcium silicide, silicon, aluminum, graphite or siliceous alloys containing calcium, aluminum, manganese, titanium, zirconium.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.