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PRE-AILIAGE POUR LA FABRICATION DE LA FONTE SPHEROLITHIQUE.
On sait que l'introduction du magnésium dans des bains de fu- sion de fonte exerce une action sur la forme des cristaux du graphite. On a par exempta propos é d'introduire le magnésium dans un bain de fonte en fusion à l'aide de préalliages. En dehors des alliages de magnésium et de nickel, on a également proposé d'autres alliages du magnésium. Par exemple, on a utilisé des alliages binaires de magnésium et silicium en tentant de choisir la teneur en magnésium aussi élevée que possible. Or les teneurs relativement élevées en magnésium entraînaient la combustion du magnésium par réaction avec le bain de fer.
On a ensuite utilisé des alliages de magnésium, silicium et fer, avec une proportion de magnésium entre 10 et 20%, de toute façon inférieure à 25%: Les recherches avec ces préalliages ternaires ont déjà donné lieu à des calculs méthodiques, et une courbe tracée en partant des résultats laisse supposer que les pré-alliages contenant une proportion de magnésium supérieure à 20 % ne donnent qu'un très faible rendement en magnésium dans la fonte. Les mêmes résultats ont été obtenus par des recherches avec d'autres alliages.
On on a trouvé qu'on peut obtenir de bons résultats en ce qui concerne le, rendement en magnésium dans la fonte, même avec des alliages de magnésium, silicium et fer contenant des proportions en magnésium de 25 à 55 %, notamment de 38 à 42 %. En dehors des 25 à 55 % de magnésium, ces alliages conti ennent 3 à 35 % de fer et une proportion de silicium supérieure à 35 %.
On choisit! de préférence des alliages ayant un point de fusion particulièrement bas (entre 940 et 970 C) et présentant la cpmpo- sition suivante :
Magnésium =38 à 42 %
Fer = 4 à 7 %
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Silicium = complément
Pour la préparati on de ces alliages, on peut également rempla- cer le magnésium par l'alliage dit "Electron". ou par un autre alliage con- tenant une forte proportion en magnésium.
Les alliages présentant des teneurs en magnésium d'environ 40 % conviennent particulièrement comme pré-alliages pour la fabrication de la fonte contenant du graphite solidifié sous la forme sphérolithique.
Au moment de l'introduction de ces pré-alliages, il est avantageux de veil- ler à ce que la réaction avec le bain de fusion ait lieu sous la surface de ce bain.
Les pré-alliages à utiliser suivant l'invention se distinguent surtout par le fait que leur intervalle de fusion est réduit, et que leur point de fusion est bas pour la composition préférée, de sorte qu'ils peu- vent réagir rapidement et uniformément avec le bain de fonte en fusion.
Ces alliages contiennent également comme constituant de tamponnage de la réaction la phase @ du système fer-silicium. Grâce a sa-conformait on en plaques minces, cette phase exerce une action particulièrement favorable sur la marche de la réaction pendant l'introduction du pré-alliage.
Il ressort des essais de comparaison ci-après que l'augmenta- tion de la teneur en magnésium des pré-alliages favorise la formation sphérolithique. Avec des proportions beaucoup plus réduites de pré-alliage, il est possible d'obtenir un résultat égal ou même supérieur en ce qui concerne la formation de graphite sphérolithique.
Pour la comparaison, on utilise les alliages suivants:
EMI2.1
<tb>
<tb> N <SEP> Mg <SEP> Si <SEP> Fe <SEP> Al
<tb>
<tb> 1 <SEP> 14,3 <SEP> 41,0 <SEP> 43 <SEP> ,4 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 40,0 <SEP> 55 <SEP> ,0 <SEP> 5,0
<tb> 3 <SEP> 40,0 <SEP> 53,0 <SEP> 7,0
<tb> 4 <SEP> 40,0 <SEP> 50,0 <SEP> 6,0 <SEP> 4,0
<tb>
La teneur en aluminium de 4 % du pré-alliage 4 correspond à l'utilisation d'un alliage de magnésium et aluminium à 10 % d'aluminium à la place du magnésium pur. On utilise les pré-alliages en quantités telles qu'une proportion en magnésium de 0,3 % soit introduite par rapport au bain de fonte en fusion. Pour le témoin des essais, on choisi t une fonte chargée de 2 % de silicium avec une teneur en carbone de 4,2 à 4,3 environ.
On introduit le pré-alliage µ l'aide d'une cloche plongeuse dans le bain de fonte en fusion qui présente une température d'environ 14000 C. Les résultats de ces essais de comparaison, en ce qui concerne le rendement en particules sphérolithiques, sontndiqués dans le tableau ci-aprés :
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EMI3.1
<tb>
<tb> ? <SEP> du <SEP> Teneur <SEP> Teneur <SEP> Teneur <SEP> Quantité <SEP> Rendement <SEP> en <SEP> parpré- <SEP> en <SEP> Mg <SEP> en <SEP> Fe <SEP> en <SEP> Al <SEP> pesée <SEP> de <SEP> ticules <SEP> sphéroalliage <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> pré-allia- <SEP> lithiques
<tb> ge <SEP> en <SEP> gr <SEP> %
<tb> 1 <SEP> 14,3 <SEP> 43 <SEP> ,4 <SEP> 21,5 <SEP> 80
<tb> 2 <SEP> 40- <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 80
<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 7,5 <SEP> 90
<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 7,5 <SEP> > <SEP> 90
<tb> 3 <SEP> 40 <SEP> 7- <SEP> 7,5 <SEP> 90
<tb> 1 <SEP> 14,3 <SEP> 43,4 <SEP> - <SEP> 21,5 <SEP> 90
<tb> 2 <SEP> 40, <SEP> 5- <SEP> 7 <SEP> ,5 <SEP> 90
<tb> 1 <SEP> 14,3 <SEP> 43,4 <SEP> - <SEP> 21,5 <SEP> > <SEP> 90 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 40 <SEP> 5- <SEP> 7,
5 <SEP> > <SEP> 90
<tb>
Il ressort de ces essais de comparaison que les alliages à forte teneur en magnésium suivant 3,'invention sont égaux aux alliages à faible teneur en magnésium, utilisés comme pré-alliages, en ce qui concerne le rendement en particules sphérolithiques. Mais les alliages à forte teneur en magnésium offrent en dehors des avantages précités cet avantage complémentaire qu'ils sont faciles à préparer grâce à leur bas point de fusion.
De plus, les produits de ressuage, s'ils se forment, présentent à peu près la même composition que les saumons de fonte, tandis qu'avec les alliages de magnésium, fer et silicium à faible teneur en magnésium, les produits de ressuage présentent une autre composition que les saumons de fo n- te, de sorte qu'on est obligé de les jeter au rebut, sinon ils détruisent l'uniformité de la matière formant le pré-alliage.
REVENDICATIONS.
1) Pré-alliage pour la fabrication de fonte sphérolithique caractérisé par la composition suivante :
25 à 55 % de magnésium
3 à 35 % de fer plus de 35 % de silicium.
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PRE-AILIAGE FOR THE MANUFACTURE OF SPHEROLITHIC CAST IRON.
It is known that the introduction of magnesium into iron smelting baths exerts an action on the shape of the crystals of graphite. For example, it has been proposed to introduce the magnesium into a bath of molten iron using pre-alloys. Apart from the alloys of magnesium and nickel, other alloys of magnesium have also been proposed. For example, binary alloys of magnesium and silicon have been used in trying to choose the magnesium content as high as possible. However, the relatively high magnesium contents caused the combustion of the magnesium by reaction with the iron bath.
We then used alloys of magnesium, silicon and iron, with a proportion of magnesium between 10 and 20%, in any case less than 25%: The researches with these ternary pralloys have already given rise to methodical calculations, and a curve plotted on the basis of the results suggests that the pre-alloys containing a proportion of magnesium greater than 20% give only a very low magnesium yield in the cast iron. The same results were obtained by research with other alloys.
It has been found that good results can be obtained with regard to the yield of magnesium in cast iron, even with alloys of magnesium, silicon and iron containing magnesium proportions of 25 to 55%, in particular from 38 to 42%. Apart from 25 to 55% magnesium, these alloys contain 3 to 35% iron and a proportion of silicon greater than 35%.
We choose! preferably alloys having a particularly low melting point (between 940 and 970 C) and having the following composition:
Magnesium = 38 to 42%
Iron = 4 to 7%
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Silicon = complement
For the preparation of these alloys, it is also possible to replace the magnesium with the so-called "Electron" alloy. or by another alloy containing a high proportion of magnesium.
The alloys having magnesium contents of about 40% are particularly suitable as pre-alloys for the manufacture of cast iron containing graphite solidified in the spherolithic form.
When introducing these pre-alloys, it is advantageous to ensure that the reaction with the molten bath takes place below the surface of this bath.
The pre-alloys to be used according to the invention are distinguished above all by the fact that their melting range is reduced, and that their melting point is low for the preferred composition, so that they can react quickly and uniformly with it. the bath of molten iron.
These alloys also contain phase @ of the iron-silicon system as a reaction buffering component. Thanks to its shape in thin plates, this phase exerts a particularly favorable action on the progress of the reaction during the introduction of the pre-alloy.
It emerges from the comparison tests below that increasing the magnesium content of the pre-alloys promotes spherolithic formation. With much smaller proportions of pre-alloy, it is possible to obtain an equal or even better result with regard to the formation of spherolithic graphite.
For the comparison, the following alloys are used:
EMI2.1
<tb>
<tb> N <SEP> Mg <SEP> Si <SEP> Fe <SEP> Al
<tb>
<tb> 1 <SEP> 14.3 <SEP> 41.0 <SEP> 43 <SEP>, 4 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 40.0 <SEP> 55 <SEP>, 0 <SEP> 5.0
<tb> 3 <SEP> 40.0 <SEP> 53.0 <SEP> 7.0
<tb> 4 <SEP> 40.0 <SEP> 50.0 <SEP> 6.0 <SEP> 4.0
<tb>
The 4% aluminum content of pre-alloy 4 corresponds to the use of a 10% aluminum alloy of magnesium and aluminum instead of pure magnesium. The pre-alloys are used in quantities such that a magnesium proportion of 0.3% is introduced relative to the molten iron bath. For the test control, a cast iron loaded with 2% silicon is chosen with a carbon content of approximately 4.2 to 4.3.
The pre-alloy µ is introduced using a diving bell into the molten iron bath which has a temperature of about 14000 C. The results of these comparison tests, with regard to the yield of spherolithic particles, are indicated in the table below:
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EMI3.1
<tb>
<tb>? <SEP> of <SEP> Content <SEP> Content <SEP> Content <SEP> Quantity <SEP> Yield <SEP> in <SEP> per pre- <SEP> in <SEP> Mg <SEP> in <SEP> Fe < SEP> in <SEP> Al <SEP> weighing <SEP> of <SEP> ticles <SEP> spheroalloy <SEP>% <SEP>% <SEP>% <SEP> pre-allia- <SEP> lithics
<tb> ge <SEP> en <SEP> gr <SEP>%
<tb> 1 <SEP> 14.3 <SEP> 43 <SEP>, 4 <SEP> 21.5 <SEP> 80
<tb> 2 <SEP> 40- <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 7.5 <SEP> 80
<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 7.5 <SEP> 90
<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 7.5 <SEP>> <SEP> 90
<tb> 3 <SEP> 40 <SEP> 7- <SEP> 7.5 <SEP> 90
<tb> 1 <SEP> 14.3 <SEP> 43.4 <SEP> - <SEP> 21.5 <SEP> 90
<tb> 2 <SEP> 40, <SEP> 5- <SEP> 7 <SEP>, 5 <SEP> 90
<tb> 1 <SEP> 14.3 <SEP> 43.4 <SEP> - <SEP> 21.5 <SEP>> <SEP> 90 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 40 <SEP> 5- <SEP> 7,
5 <SEP>> <SEP> 90
<tb>
It emerges from these comparison tests that the alloys with a high magnesium content according to 3, the invention are equal to the alloys with a low magnesium content, used as pre-alloys, as regards the yield of spherolithic particles. However, alloys with a high magnesium content offer, apart from the aforementioned advantages, this additional advantage which they are easy to prepare thanks to their low melting point.
In addition, PT products, if formed, exhibit roughly the same composition as pig iron, while with low magnesium alloys of magnesium, iron and silicon, PT products exhibit a different composition from the fowl salmon, so that one is obliged to discard them, otherwise they destroy the uniformity of the material forming the pre-alloy.
CLAIMS.
1) Pre-alloy for the manufacture of spherolithic cast iron characterized by the following composition:
25 to 55% magnesium
3 to 35% iron more than 35% silicon.