BE555689A

BE555689A -

Info

Publication number: BE555689A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Il est connu que l'addition de magnésium, sous forme soit de métal pur,soit d'alliages avec d'autres métaux tels que cuivre', nickel -'ou avec des métalloïdes tels que silicium, permet d'obtenir   'des   moulages de fonte à graphite sphéroïdal. Ce graphite sphéroïdal peut être obtenu soit en totalité à la solidification, soit partiellement à la solidification.,et partiellement.par recuit usuel tel qu'il est pratiqué.dans la malléabilisation de la fonte à coeur noir.. 



   Les moulages présentent, après recuit de graphitisation, des sphérules de graphite   peu,nombreuses   (30 à 300 par mm2), assez grossières et souvent irrégulières. 



   Les caractéristiques mécaniques des métaux présentant cette structure sont bien inférieures à celles des fontes à graphite diffus ayant fait l'objet de brevets antérieurs au nom de la présente   demanderesse.   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   L'invention concerne le traitement thermique de compositions de fonte pour graphite diffus, coulées   entiè-   rement blanches (totalement exemptes de graphite de   solidi-   fication) par un processus triple comprenant une trempe martensitique (ou à la rigueur   bainitique   inférieure) suivi d'un revenu avec germination du graphite puis d'une   graphiti-   sation à plus haute température. 



   Selon la présente invention, il s'est en effet avéré que l'on pouvait obtenir des moulages de fontes présentant des qualités améliorées et comportent des sphérules de graphite infiniment nombreuses et fines, dans des limites encore jamais rencontrées   antérieurement,   environ 3.000 à   30.000   par mm2, ces moulages contenant du magnésium ou des métaux alcalins ou   alcalino-terreux   ou des métaux du groupe des terres rares incorporés seuls ou en mélange, soit   simul-     tanément,   soit successivement.

   Les compositions de ces fontes sont plus pauvres en carbone et silicium que les compositions usuelles des fontes à graphite sphéroldal connues ; elles varient suivant l'épaisseur des pièces à constituer, la nature des moules, le mode de coulée et le résultat à obtenir. 



   Suivant une première caractéristique de l'invention, les compositions de ces fontes sont comprises dans les limites suivantes : 
C =2 à   3;=  
Si = 1 à 2,5%
Mn = 0,6 à 1,6
Cu ou Ni = 0 à   2 il  
Al ou Ti = 0 à 0,15 % 
 EMI2.1 
 1 = 0,05 à 0, 20 ( ou éléments équivalents en quantités équivalentes). 



   Pour les compositions les plus fréquentes qui contiennent du cuivre et pas de nickel, l'addition de 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 magnésium peut se faire 2Vc..ntê::.ceuseraent flous -or¯ne d'allia- ge cuivre-magnésium. Il n'y a pas d'inoculation du graphite par le. silicium, contrairement aux fontes à graphite   sphéroïdal   de solidification. 



   'Suivant une autre caractéristique de l'invention, ces moulages, coulés blancs en sable à noyaux, sable vert, ou en coquilles métalliques avec ou sans pression, ou par centrifugation, subissent essentiellement un cycle de trai- tement thermique en vue d'obtenir un nombre 'très élevé de germes de'graphites selon des procédés connus.

   Ce cycle de traitements thermiques comprend : a) Une trempe préalable, après austénisation à une température légèrement supérieure à celle de la transformation   eutectoïde   effectuée à l'eau ou à l'huile, ou au sel fondu, de telle sorte que la structure de trempe soit obtenue sans provoquer de tapures du moulage. b) Un revenu de germination effectué à une tempéra- ture modérée, généralement voisine de 450  et d'une durée variant de 1 à   48   heures. c) Un réchauffage de graphitisation effectué à haute température et de durée suffisante, ces deux paramètres étant définis en fonction de la composition, du mode   .de   coulée, et de l'épaisseur du moulage.

   On peut, par   exem-   ple, recuire à 880  de 1 à 4 heures selon le cas, ce qui est considérablement plus rapide eue dans le cas des fontes malléables. 



   .Entre le revenu de germination et le réchauffage de graphitisation, on peut ou non pratiquer un   refroidis-   sèment, suivant les commodités opératoires. 



   On obtient, par ce procédé de traitement appliqué aux fontes de compositions précisées   précédemment ,   un matériau entièrement nouveau, à fines sphérules de graphite. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 



  (environ 3.000 à 30.000 sphérules au ::n:i, on moyenne 10.000 - apparaissant à   1' examen   microscopique) et à matrice   perliti-   que ou   ferri tique,   ou   comportant   perlite et ferrite en proportions variables, en fonction des   conditions:   de refroidis- 
 EMI4.2 
 sement après traite..:ent de Gr:::- -hitisation à haute température. 



   Ce nouveau produit se   caractérise     par   des   propriétés     Mécaniques   qui se   rapprochent   infiniment plus de celles des aciers   que de   celles des fontes   malléables     ou des   fontes sphéroïdales connues.. En effet, avec la structure à matrice 
 EMI4.3 
 perlitique, on obtient le plus souvent : G 0 :i j " N'.1 . 3 ? lO 1¯- i"-l-:' 70 kr/i.:u2 X 3 < ±5 kL/a.i2 5 .

   L#:<.. 8 avec une limite d'endurance co..tprise entre 36 et 45 1L/Fril:.1 ? 
Ces moulages   ont,-   en outre, toutes les   qualités   des sciers; ils sont susceptibles d'être   phosphatés,     étamés,   
 EMI4.4 
 chromés, etc... ; ils peuvent otre soudés électriquement par étincelar-e ou à l'arc, ou au chalumeau. 



   Ils conservent des fontes la   facilité   de mise en forme, le bon coefficient de frottement, la   facilité     d'usi-   nage   à l'outil   coupant, sans avoir aucun des   inconvénients   des fontes, telle que la fragilité,   etc...   
 EMI4.5 
 



  Ces fontes sont susceptibles de traite;..ents the'ruiCes fontes sont susceptibles traitements tl1erüi- 'lues au même titre que le s   aciers   mi-dure de   construction   ou   extradurs     d'outillage.   En   particulier,    elles   sont sue-   ceptibles   d'être durcies superficiellement par   chauffage   superficiel, par   induction     haute     fréquence,   suivi   'la     trompe   
 EMI4.6 
 "'r'1"Len"'l" +l-C:"le On peut ainsi "b-""'/'..I.." .,., -les "11',>,:-,'1--'::", ''''0 ¯1' l'l' c'e'" entre 5cO et 7CO .Î ine? 1, (rE;::;

   t.:.ute 11 (2¯i;'¯,eu:t de la couche tre.apée et ceci sans aucun risque de ta:]L'.r-:;-s,   contrairement aux   fontes   ordinaires.. On   notera aussi que 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 ces durcissements s'obtiennent avec des temps de chauffage très courts et le minimum de surchauffe, conditions qui ne seraient pas acceptées par d'autres fontes. 



   Un exemple concret d'application est donné ci- dessous. 



   Des moulages d'épaisseur 15 mm environ, de composi- tion suivante 
C =2,86%
Si = 1,45% 
 EMI5.1 
 Mn = 0, 84 r;, S =   0,008,   P = 0,021% Cu = 1,30 % 
 EMI5.2 
 I"g 0 ,07 ont été coulés en coquilles   .métalliques.   



   Le magnésium a été.introduit sous forme de cupro- -magnésium à 20   %   de magnésium. Il n'y a pas eu d'inoculation du silicium au moment de la'coulée. 



   Blancs à l'état.brut de couléeces moulages ont 
 EMI5.3 
 subi le cycle de traitements''comportant : 
Chauffage à   8400 -   30   -minutes   trempe huile
Réchauffage à   4500. -   8 heures puis refroidissement à l'air calme
Réchauffage à 9000   -.'4.heures   puis refroidissement . à'1'air calme. 



   Ils présentent alors'environ 10.000 sphérules de   2 graphite par mm , réparties de façon homogène sur une   
 EMI5.4 
 matrice de perlite .fine.' ..# 
Les caractéristiques mécaniques d'un tel matériau atteignent : 
90   kg/mm   de charge.de rupture
70 " " . limite élastique
6 % d'  allongeaient  
38 kg/mm de limite de fatigue. 



   Ces caractéristiques ne peuvent être observées sur des produits qui n'auraient pas subi le traitement thermique de germination et graphitisation en trois phases.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Obtention de moulages de fonte nouveaux à la fois par leur structure, le graphite se présentant sous forme de sphérules infiniment petites et en quantités extraordi- nairement élevées (3.000 à 30. 000 par mm2), et par leurs propriétés mécaniques et physiques, les fontes ayant une composition comprise dans les limites suivantes : EMI6.1 C =2à3;: "-tir Si = 1 à 2,5 lui = 0,6 à 1,6 Cu ou Ni = 0 à 2% Al ou Ti = 0 à 0,15 % EMI6.2 Hg = 0,05 à 0,20 .

(ou éléments équivalents en quantités équivalentes),et les moulages étant coulés blancs en sable à noyaux, sable vert, ou en coquilles métalliques avec ou sans pression, ou par centrifugation et subissant ensuite une suite de traitements thermiques, comportant : a) Une trempe préalable, après austénisation à une température légèrement supérieure à celle de la transformation eutectoide, effectuée à l'eau ou à l'huile, ou au. sel fondu, de telle sorte que la structure de trempe soit obtenue sans provoquer de tapures du moulage. b) Un revenu de germination effectué à une température modérée, généralement voisine de 4500 et d'une durée variant de 1 à 48 heures.

c) Un réchauffage de graphitisation effectué à haute température et de durée suffisante, ces deux paramètres étant définis en fonction de la composition, du mode de coulée, et de l'épaisseur du moulage.

2. - Dans la suite de traitements thermiques selon 1) entre le revenu de germination et le r 'chauffage de graphitisation, on peut ou non pratiquer un refroidissement suivant les commodités opératoires. <Desc/Clms Page number 7>

3.-A titre de produit nouveau, moulages obtenus suivant les procédés l) et 2).

RESUME L'invention a pour objet l'obtention de moulages de fonte nouveaux à la fois par leur structure, le graphite se présentant sous forme de sphérules infiniment petites et en quantités extraordinairement élevées (3.000 à 30.000 par mm2), et par leurs propriétés mécaniques et physiques.