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Traitement de la fonte tt i6811 atllïàdb à -66t%ê fin
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'La prêtent* iâtentiûn si apport* il t* LU a rtt <te ire fonte, à des matières utilisées pour ce traitant a pîtâ p a ni ni*
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librement à l'inoculation de la font *
EMI1.4
L'inoculation est le deze kt,ur3 pouf 3t( l'addi- tion à la fonte en fusion d'une ttfetiere qui trotte* 1* fomatton du graphite aux dépens des tarboâetb Pr6sêftts et 0& 04ti4gàtîâïi *ou* une forme de lamelles rêpàttïoo tu hesurd. têt ,ttlti Utilisé contiennent en général dit dilldt=4 et c'eat à là 614$blûtièh ai ée llciua qu'est dû l'effet d1.r 110 ibtît ajoutés lé #199 favorablement au ter fondu dans le 6hen&l du <!Mbil<&1 et tant de préférence broyés à une gyanUleittetrie hoti aiii 1(1 a ah ni inférieure à 60 mesh.
Les fontes les plut sensibles à l'inoculation àêüoï
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à bas carbone équivalent de l'ordre de 3,7 ou moins.
Beaucoup de ces fontes sont obtenues à partir de charges contenant
30% ou davantage de mitraille d'acier doux. Le graphite de ces fon- tes tend à se séparer au refroidissement plus tard qu'il ne le fait dans les fontes à haut carbone obtenues à partir de fontes en gueuses et de bocage. Lorsqu'il se sépare ainsi tardivement, le graphite prend habituellement une forme très fine dite graphite de surfusion. Le graphite apparaît également en formation dendri- tique aux joints de grains plutôt que sous forme de lamelles ré- parties au hasard, comme dans le cas des fontes ordinaires.
Le graphite de surfusion aux joints de grains empêcha d'atteindre les propriétés mécaniques Maxima, en particulier en ce qui con- cerne la résilience. En outre, les fontes qui se solidifient en donnant du graphite de surfusion sont beaucoup plus sensibles à la. trempe et suscitent souvent des difficultés au cours de l'usinage.
La formation de graphite de surfusion et les inconvé- nients qui en résultent peuvent être évités en ajoutant un inocu- lant à la fonte en fusion dans le chenal. Il est rarement nécessai- re d'ajouter l'inoculant en quantités supérieures à 160 onces par tonne (45,4 kg/ 1016 kg) soit 0,45. Les fours de fusion élec- triques permettent d'atteindre des températures de surchauffe plus élevées que celles que donnent les cubilots. Le graphite de surfusion se forme plus facilement lorsque la température de sur- chauffe augmente. Dans ces conditions, l'inoculation est davantage nécessaire.
Des fontes inoculées sont le siège de moins de ten- sions internes et sont donc moins susceptibles de présenter des criques et accusent moins de codifications dimensionnelles à l'usinage. n outre, les propriétés mécaniques sont non seulement améliorées mais de plus varient moins d'une ceulée à l'autre.
Il en est ainsi parce que les fontes inoculées ne sont pas aussi facilement influencées par d'inévitables modifications mineures de la composition et des conditions de la fusion.
De nombreux éléments et composés ajoutés à de la toute
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en fusion ayant une composition de base appropriée produisent l'ef- fet d'inoculation. Le choix de l'agent à utiliser dépend d'un exa- men détaillé des facteurs prix, quantité, facilité de dissolution,. efficacité et autres effets éventuels.
L'inoculant idéal favorise la formation de graphite la- mellaire réparti au hasard tout en supprimant la formation de ce- mentite. Du point de vue de l'obtention d'une résistance élevée, l'inoculant doit favoriser la formation de la perlite et non de la ferrite moins résistante. En outre, l'inoculent doit don- ner des résultats reproductibles indépendamment du type de four uti- lise pour faire la fonte et doit s'adapter aux modifications nor- males des propriétés de la fonte associées aux variations nor- males des conditions de fusion. Le silicium et L'aluminium qu'on trouve dans de nombreux inoculants tendent à faire disparaître la perlite et à stabiliser la ferrite.
Le ferro-silicium seul servant d'inoculant ne dor.ne pas . des résultats constants et auxquels on puisse se fier, étant donné que son effet d'inoculation dépend, comme on ,1';1 montré, d'impure- tés qu'il contient (par exemple de l'aluminium et du calcium) plutôt que du ferro-silicium lui-même. Le ferro-silicium pur est un inoculant médiocre.
Le bore et le chrome stabilisent la cémentite tandis que le nickel et le manganèse stabilisent l'austénite et ont un effet opposé sur la cémentite. Le nickel et le cuivre décomposent tous deux la cémentite sans dégrader la perlite en ferrite.
Des inoculants qu'on utilise en pratique sont le sili- ciure de calcium, le ferro-silicium seul ouassocié avec de l'alu- miniue, et des alliages de silicium, de manganèse et de zirconium.
L'effet de l'inoculation tend à s'atténuer ou à disparaî- tre si la fonte en fusion est abandonnée après le traitement. Cette atténuation est plus rapide aux températures élevées et plus lente lorsque la température est plus basse. La disparition complète de. l'effet aux températures régnant dans les poches de coulée peut
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8tf. tvha lente, surtout pi la température baisse de Manière cont.
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nuC, l.'ot'fet 1 e l'inoculation s'atténue aussi moins rapidement lorsqu'on utilise des s:
rl,lpb11f1!1Mts plus complexes que le ferro silicium simple pe plus, les résultats obtenus avec des graphltif s an ta couplets sont plus surs et moins erratiques que ceux vbo tenus avec le toprowalltage pur, Des .a,urs qu influencent l'apparition du graphite
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4e surfusion sont s (1) Augmentation de l'aptitude de la fonte à la trempe dan 1a msure ou elle eit affectée par la cOll1pos1... tion* 4'.,'dtre par une forte teneur en carbone q911:f.nÓ , (2) Ref;ro1/,Us3a4en'ç rapide (a) s'actions ul1noes, (b) basses températures de coulée.
(3) Diminution 9 la teneur en carbone total et/ou
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augmentation de la proportion de mitraille d'acier dans la charge.
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. (4) Elévation de la température de fusion au-delà de 15650, Çeest-4-dire surchauffe.
0) Pesr4 d'oxydation pendant la fusion.
Lu capacité da le fonte à subir la surfusion et z donner du rph1t$ de surfusion dépend de l'influence dea facteurs 1 .
(Quantité 4* inoculant nécessaire est d'autant plus grande que cette capacité est plus élevée, par exemple 1
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FQe qLe ouMIot Addition néce3sa1re contenant c4rbo * 2Snïé2OM5îr?* contnant crbo- (pour-cent du métal) 3ft2q e 3,!!? 0,20 3#01 3,0 0,30 e#75 3eoq 0,40 2,50 à ge75 0,50
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Ur.e fonte 4 3$95-, de carbone total coulée en section de bzz pouce bzz dot) ou surQhAq3tée à 162000 peut nécessiter une
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quantité plus grande d'inoculant que celle qui est indiquée perce
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que les facteurs 2 (a) et '4 peuvent être Plub tottt..
La peau de la pièce coulée présente au? quelques millièmes de pot<<!'<t du graphite de surfusion dont la pr4ieno ne peut btee évitée La.quantité d'inoculant à utiliser dépend de$ p1at' ouivente t
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(1) La nature et la composition de 1* inoculant
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(2) La composition chimique de la fonte MUNiite au ttfâi*
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tement.
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(1) La section des pièce. coulées Presque tous les rocédé8 d'inoculation utilisent Uri atilieu inoculant contenant du silicium Le principe est alors de couler une fonte à carbone équivalent aussi faible que * pt'1l#' le travail à exécuter et d'ajouter un inoculant adôuéi$sa4t i ô 3P obtenir l'us1nabil1 té et les propriétés Mécaniques ddottèdgo On' exemple extrême est l'utilisation d'un inoculant de ce genre1
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pour transformer la fonte blanche en fonte grise sans recuit*
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Toutefois, il est possible de travailler en sens inverse et 4t
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durcir un alliage à haut carbone équivalent z. l'aidé l'ik lytowldtt stabilisant ou durcissant. On a déjà proposé aussi la doubla 1be.
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letton' qui recourt simultanément aux deux tr1tément8.
On a proposa d'utiliser le carbone lui*i4tnio obpk4t iu+ï lant, mais les résultats obtenus sont trs vatlablé8 4t la t étape*. rature du métal doit être très élevé , ce qui fait q11 cf ptdc4..
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n'est pas appliqué en pratique*
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Il convient de remarquer que les inoculant$ otd1hâi.. ont en mme temps un effet désoxydant et on trouva que le
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élément utilisés et lex u 3. caut ont une dation diturt-i cative sur l'efficacité aveo laquelle un inoculant et4pJ.:i 'C je' 41110'.;
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verses fonctions, comme indiqué c1de!su..
On a découvert à présent avec sur1Ie que 11itl0b d'une quantité sensible de carbone et de Pi'6t'noe 4e g<'ahiè &. un inoculant classique quelconque donne un produit oyant d p1"Cfit priâtes de loin supérieures à celles obtenues à l'aide des . 1
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lants classiques ou du graphite seul*
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Suivant l'invention, un inoculant pour la tonte comprend un inoculant connu associé à une proportion sensible de carbone* Suivant l'invention, 10 à 50% de l'inoculant total sont du carbone. Les proportions inférieures à 10% ont un effet de moins en moins marqué,, et l'effet obtenu avec de très faibles propor- tions uevient négligeable.
D'autre part, les proportions supérieures à 50% tondent à diluer trop fort l'agent inoculant con- nu, et l'effet atténué qu'on obtient pour de telles proportion de carbone est dû, croit-on, au fait que le carbone masque l'inoculant connu qui ne peut dès. lors exercer son action sur le métal fondu.
Le carbonn utilisa se présente de préférence nous fora$ de graphite et on préfère qu'il ait une pureté élevée et une densité élevée et soit sensiblement exempt de soufre. Il est néan- moins possible d'utiliser avec un certain succès du carbone de qualité inférieure, par exemple du coke et d'autres formes anal*,,, gués.
Il s'est avéré que l'effet d'inoculation des composition contenant du carbone suivant l'invention est très élevi et assure des avantages très importants. Les principaux parmi ceux-ci sont : (a) La quantité d'alliages inoculant! relativement oné- reux tels que le ferro-silicium ou l'alliage silicium- manganèse-zirconium nécessaire pour obtenir un ef- fet d'inoculation est sensiblement réduite,, ce qui assura un avantage économique important.
(b) La quantité élevée de carbone entretient une atmos- phare fortement réductrice, ce qui augmente de façon importante l'efficacité des éléments incorporés à l'inoculant en vue surtout d'une désoxydation.
(c) La tendance à l'atténuation de l'effet d'inoculation, comme indiqué ci-dessus,, est fort réduite.
(d) De nombreux inoculants classiques donnent naissance
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à un laitier liquide qui adhère aux parois des po- ches et autres organes analogues et qui est diffici- le à éliminer, mais les inoculant, contenant du car* bone suivant l'invention donnent naissance à un lai- tier sec qu'il est beaucoup plus facile d'éliminer.
L'efficacité d'un inoculant n'est pas appréciée avec beaucoup de certitude par une analyse élémentaire. L'effet est le mieux apprécié par l'essai dit "du coin". Cet essai est basé sur le fait que différents types et compositions de fontes accusent habituellement des différences très marquées entre leurs tendances à la trempe lorsqu'elles sont refroidies rapidement depuis' l'état fondu. Cette tendance à la trempe dépend des conditions de la fusion, de la composition chimique en particulier er. ce qui cou- cerne la teneur en carbone et en silicium, ainsi que de l'épais- seur de la pièce coulée.
Par exemple, dans de:: pièces coulées d'épaisseur normale, une fonte peut n'accuser aucune trempe et une autre peut donner une pièce à cassure complètement blanche, tandis qu'une qualité intermédiaire donnerait une pièce ayant une cassure partiellement grise et partiellement blanche. Par conséquent, en coulant une fonte dans des conditions soigneusement réglées en ce qui concerne l'épaisseur et: d'autres paramètres, on dispose d'un moyen rapide pour apprécier si cette font* convient pour cer- tains types de pièces coulées.
@ En vue de réduire au minimum le temps nécessaire pour exécuter l'essai et les dépenses qu'il implique, le coin choisi doit être aussi petit que le permet l'obtention d'un repport raisonnable cassure grise; cassure blanche dans le cils de la fonte particulière utilisée. Il existe huit formats nornalisés de coin allant de A le plus petit à H le plus grand, comme indiqué au ta- bleau 1. Le tableau 1 donne également le temps nécessaire pour l'essai.
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Coin <SEP> Base <SEP> (b) <SEP> Hauteur <SEP> (h) <SEP> Longueur <SEP> (1) <SEP> Temps <SEP> néces-
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<tb> @ <SEP> @ <SEP> aire <SEP> pour
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<tb> pouces <SEP> mm <SEP> Pouces <SEP> mm <SEP> Pouces <SEP> mm <SEP> l'essai
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<tb> 1/4 <SEP> 6 <SEP> 7/16 <SEP> 11,1 <SEP> 2 <SEP> 1/4 <SEP> 57,1 <SEP> 35 <SEP> seconde*
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<tb> 1/2 <SEP> 12,7 <SEP> 7/8 <SEP> 22,2 <SEP> 4 <SEP> 101 <SEP> 40 <SEP> secondez
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<tb> C <SEP> 3/4 <SEP> 19 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> 38 <SEP> 5 <SEP> 127 <SEP> Impute
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<tb> 1 <SEP> 25,4 <SEP> 2 <SEP> 1/4 <SEP> 57,1 <SEP> 5 <SEP> 127 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> minute
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<tb>
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<tb> E <SEP> 11/2 <SEP> 38 <SEP> 3 <SEP> 3/8 <SEP> 85,
7 <SEP> 6 <SEP> 152 <SEP> 3 <SEP> minutes
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<tb> 2 <SEP> 51 <SEP> 4 <SEP> 3/4 <SEP> 120,6 <SEP> 6 <SEP> 152 <SEP> 10 <SEP> minutes
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 21/2 <SEP> 63,5 <SEP> 61/2 <SEP> 165,1 <SEP> 8 <SEP> 203 <SEP> 15 <SEP> minutes <SEP> - <SEP>
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<tb> 3 <SEP> 76,2 <SEP> 81/2 <SEP> 215,9 <SEP> 8 <SEP> 203 <SEP> 20 <SEP> minutes,
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Une fonte pour pièces coulées minces a d'habitude des teneurs en carbone total et en silicium élevées pour éviter la. formation de régions trempée 3 dans la pièce coulée. Par conséquent de telles tontes n'accuseraient que peu ou pas de trem- pe dans les éprouvettes et on choisira donc un des petits coin A, B ou C pour l'essai.
D'autre part, pour essayer une fonte con,, venant pour des pièces coulées plus épaisses qui doivent être plus résistantes ou plus dures et qui donneraient une cassure complè- tètent blanche sur de petites éprouvettes, on doit utiliser les coins plus grands D, E, F, etc.
Pour réduire au minimum les modifications de l'état du sable, il est recommandé que les coins soient coulés dans des moult,: en sable à l'huile stable à l'humidité. Pour la coulée, les moules peuvent être placés dans un châssis et soutenus par du sa- ble légèrement tassé.
Une éprouvette du métal a essayer est coulée dans un moule en coin de la dimension appropriée. La température de cou- lée doit être normalisée et elle est de préférence vérifiée à l'ai- de d'un pyromètre. Lorsque le métal s'est solidifié, le coin est retiré du moule au rouge sombre à environ 600 C et trempé dans l'eau. La base doit entier le première dans l'eau et la pièce doit
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être déplacée rapidement dans l'eau pour éviter les projections par la vapeur. la sortie de l'eau, le coin est cassé sur une enclume.
La cassure présente clairement une région blanche vers la pointa. Les dimensions en mm de la base de la cassure sont la mesure utilisée.
Une composition particulière suivant l'invention com- prend en poids;
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ferro-isilicium 40%
Mitraille d'électrodes au carbone 50%
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Alliage zirconium, t'er, silicium
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8111ic1ure de calcium 5%
Les exemples suivants illustrent l'utilisation de la composition dite composition A pour la facilita EXEMPLE I...
De la tonte en fusion au sortir du cubilot ôst traitât par (a) 40 onces par tonne (11,3 kg/1016 kg) -de composition A
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(b) 70 onces par tonne (19,9 kg/1016 kg) de silicium d< c.l01U. contenant 1#5% d-ealutainium.
En soumettant les produits à l'essai du coin trenipé, on obtient pour (a) la valeur de 3 mm et pour (b) la valeur de 12 mm, EXEMPLE II.-
De la fonte en fusion ayant une teneur en carbone équl*
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valent de 4,13 et contenant z de carbone, 2,4% de '1111um, oit de-phosphore et 0,7 de manganèse est traita* par un inocu- lant. LChaJ'S!...d1L.cubl1ot -est de 10 on. (509 kg) eoapl"etu1i1t 30 de fonte a bas phosphore, 55% de mitraille d'usine et 15% d'acier.
Le métal fondu à 1430 C est traité de la manière suivante t (a) à l'aide de 1 livre pour 1000 livres de métal (1 kg pour 1000 ) de composition A, (b) à l'aide de 2 livres pour 1000 de métal ( 2 kg pour
1000) d'un inoculant consistant essentiellement en un alliage de silicium, de manganèse et de zirconium /
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comprenant les traces de calcium et d'aluminium.
En soumettant le mutai non inocula à l'essai du coin trempé, on obtient une valeur de 6 mm. Après le traitement (a) la valeur ast ramenée à 2 mm, tandis qu'après le traitement (b) elle n'est ramenée qu'à 3 mm.
EXEMPLE II
De la fonte n 17 est utilisée pour couler des blocs- cylindre, d'automobiles. Lorsqu'on ajoute 1 livra pour 1000 de métal (1 kg pour 1000 ) d'un inoculant classique, l'essai du coin trempé indiqua une réduction de la vap)ur de 6 mm à 5 mm.
Toutefois, lorsque la fonte est traitée par un poids égal de com- position A la valeur est réduite à 3 mm.
REVENDICATIONS.
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-------¯¯-------..--.-¯-----
1. Composition d'inoculation pour la tonte, caractéri- sée en ce qu'elle comprend un inoculant connu associé à une pro- portion appréciable de carbone.
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Treatment of cast iron tt i6811 atllïàdb at -66t% ê fine
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'The lend * iâtentiûn if contribution * il t * LU a rtt <te ire cast, to materials used for this treating a pîtâ p a ni ni *
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freely to inoculation of the font *
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The inoculation is the deze kt, ur3 pouf 3t (the addition to the molten iron of a trotting ttfetiere * 1 * fomatton of graphite at the expense of the tarboâetb Pr6sêftts and 0 & 04ti4gàtîâïi * or * a form of lamellae répàttïoo tu hesurd. têt, ttlti Used generally contain dit dilldt = 4 and it is there $ 614 blûtièh ai ée llciua that is due to the effect d1.r 110 is added the # 199 favorably to the ter fade in the 6hen & l of <! Mbil <& 1 and both preferably ground to a gyanUleittetrie hoti aiii 1 (1 a ah ni less than 60 mesh.
The fonts most sensitive to inoculation with êüoï
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low carbon equivalent of the order of 3.7 or less.
Many of these castings are obtained from charges containing
30% or more mild steel scrap. The graphite in these castings tends to separate on cooling later than it does in the high carbon cast irons obtained from pig iron and hedgerow. When it separates in this way late, the graphite usually assumes a very fine form called supercooled graphite. Graphite also appears as a dendritic formation at grain boundaries rather than as randomly distributed flakes, as is the case with ordinary cast irons.
The supercooled graphite at the grain boundaries prevented the attainment of the Maxima mechanical properties, particularly with regard to toughness. In addition, cast irons which solidify to give supercooled graphite are much more sensitive to. hardening and often cause difficulties during machining.
The formation of supercooled graphite and the resulting inconveniences can be avoided by adding an inoculant to the molten iron in the channel. It is seldom necessary to add the inoculant in amounts greater than 160 ounces per ton (45.4 kg / 1016 kg) or 0.45. Electric melting furnaces achieve higher superheating temperatures than cupola furnaces. Supercooled graphite forms more easily as the superheat temperature increases. Under these conditions, inoculation is more necessary.
Inoculated cast irons are the site of less internal tension and are therefore less prone to cracking and less dimensional coding during machining. Furthermore, the mechanical properties are not only improved but also vary less from one piece to another.
This is because the inoculated melts are not so easily influenced by inevitable minor changes in composition and melt conditions.
Many elements and compounds added to the whole
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melts having a suitable base composition produce the inoculating effect. The choice of which agent to use depends on a detailed examination of the factors price, quantity, ease of dissolution ,. efficacy and other possible effects.
The ideal inoculant promotes the formation of randomly distributed lamellar graphite while suppressing the formation of cementite. From the point of view of obtaining a high resistance, the inoculant should promote the formation of the perlite and not the less resistant ferrite. In addition, the inoculant must give reproducible results regardless of the type of furnace used to make the melting and must adapt to normal changes in the properties of the cast iron associated with normal variations in melting conditions. . The silicon and aluminum found in many inoculants tend to scavenge perlite and stabilize ferrite.
Ferro-silicon alone serving as an inoculant does not gold. consistent results which can be trusted, since its inoculating effect depends, as shown, 1 '; 1, on impurities it contains (for example aluminum and calcium) rather than ferro-silicon itself. Pure ferro-silicon is a poor inoculant.
Boron and chromium stabilize cementite while nickel and manganese stabilize austenite and have an opposite effect on cementite. Nickel and copper both break down cementite without degrading perlite to ferrite.
Inoculants which are used in practice are calcium silicide, ferro-silicon alone or in combination with aluminum, and alloys of silicon, manganese and zirconium.
The effect of inoculation tends to diminish or disappear if the molten iron is abandoned after treatment. This attenuation is faster at high temperatures and slower when the temperature is lower. The complete disappearance of. the effect at the temperatures prevailing in the ladles can
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8tf. slow tvha, especially pi the temperature drops in a cont.
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nuC, l.'ot'fet 1 e inoculation also attenuates less quickly when using s:
rl, lpb11f1! 1Mts more complex than simple ferrosilicon pe more, the results obtained with graphltif s an ta couplets are safer and less erratic than those vbo held with pure toprowalltage, Des .a, urs which influence the appearance graphite
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4th supercooling are s (1) Increase in the ability of the melt to quench in the measure where it is affected by the cOll1pos1 ... tion * 4 '.,' D being by a high carbon content q911: f.nÓ , (2) Ref; ro1 /, Us3a4en'ç fast (a) low action, (b) low casting temperatures.
(3) Decrease 9 the total carbon content and / or
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increase in the proportion of steel scrap in the charge.
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. (4) Raising the melting temperature beyond 15650, ie overheating.
0) Oxidation weight during melting.
The ability of cast iron to undergo supercooling and to give supercooled rph1t $ depends on the influence of factors 1.
(Quantity 4 * inoculant required is greater the higher this capacity, for example 1
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FQe qLe ouMIot Addition required containing c4rbo * 2Snïé2OM5îr? * Containing crbo- (percent of metal) 3ft2q e 3, !!? 0.20 3 # 01 3.0 0.30 e # 75 3eoq 0.40 2.50 to ge75 0.50
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Ur.e cast 4 3 $ 95-, total carbon cast in section of bzz inch bzz dot) or over QhAq3tée at 162000 may require a
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greater amount of inoculant than indicated pierces
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that factors 2 (a) and '4 can be Plub tottt ..
The skin of the casting present at? a few thousandths of a jar <<! '<t of supercooled graphite, the pr4ieno of which cannot be avoided The quantity of inoculant to use depends on $ p1at' ouivente t
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(1) The nature and composition of the inoculant
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(2) The chemical composition of MUNiite cast iron with ttfâi *
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definitely.
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(1) The room section. Castings Almost all inoculation methods use an inoculant medium containing silicon The principle is then to cast an equivalent carbon cast iron as low as * pt'1l # 'the work to be performed and to add an inoculant adôuéi $ sa4t i ô 3P obtain the usability and the Mechanical properties ddottèdgo One extreme example is the use of an inoculant of this kind1
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to transform white cast iron into gray cast iron without annealing *
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However, it is possible to work in reverse and 4t
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harden a high carbon z equivalent alloy. helped ik lytowldtt stabilizer or hardener. We have already proposed the doubla 1be.
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Latvian 'who simultaneously uses both treatments8.
It has been proposed to use the carbon itself * i4tnio obpk4t iu + ï lant, but the results obtained are very variable at the t stage *. rature of the metal must be very high, which makes q11 cf ptdc4 ..
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is not applied in practice *
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It should be noted that the inoculants $ otd1hâi .. at the same time have a deoxidizing effect and it was found that the
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element used and lex u 3. caut have a dation diturt-i cative on the effectiveness with which an inoculant et4pJ.:i 'C i' 41110 '.;
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various functions, as indicated c1de! su ..
It has now been discovered with sur1Ie that 11itl0b of a substantial amount of carbon and Pt'6t'noe 4th g <'ahiè &. any conventional inoculant gives a product which cleans up much better than those obtained using the.
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conventional lants or graphite alone *
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According to the invention, an inoculant for mowing comprises a known inoculant associated with a substantial proportion of carbon. According to the invention, 10 to 50% of the total inoculant is carbon. The proportions below 10% have a less and less marked effect, and the effect obtained with very small proportions becomes negligible.
On the other hand, the proportions greater than 50% do not result in too much dilution of the known inoculating agent, and the attenuated effect obtained for such proportions of carbon is due, it is believed, to the fact that the carbon masks the known inoculant which cannot soon. then exert its action on the molten metal.
The carbon used is preferably formed from graphite and it is preferred that it has high purity and high density and is substantially free of sulfur. It is, however, possible to use with some success lower quality carbon, for example coke and other analgesic forms.
It has been found that the inoculation effect of the carbon-containing compositions according to the invention is very high and provides very important advantages. The main among these are: (a) The amount of alloys inoculating! relatively expensive such as ferro-silicon or silicon-manganese-zirconium alloy required to achieve inoculation effect is significantly reduced, which will provide a significant economic benefit.
(b) The high amount of carbon maintains a strongly reducing atmosphere, which greatly increases the efficiency of the elements incorporated in the inoculant primarily for deoxidation.
(c) The tendency for the inoculation effect to attenuate, as indicated above, is greatly reduced.
(d) Many conventional inoculants give rise to
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to a liquid slag which adheres to the walls of pouches and the like and which is difficult to remove, but inoculating them, containing carbon according to the invention, gives rise to a dry slag which it is much easier to eliminate.
The effectiveness of an inoculant is not appreciated with much certainty by elemental analysis. The effect is best appreciated by the so-called "corner" test. This test is based on the fact that different types and compositions of cast irons usually show very marked differences in their quenching tendencies when cooled rapidly from the molten state. This tendency to quench depends on the conditions of the melting, on the chemical composition in particular. this affects the carbon and silicon content, as well as the thickness of the casting.
For example, in castings of normal thickness, one cast may show no quenching and another may give a completely white fracture part, while an intermediate grade would give a part partially gray and partially fractured. white. Therefore, by casting a cast iron under carefully controlled conditions with regard to thickness and other parameters, one has a quick way to judge whether that cast is suitable for certain types of castings.
@ In order to minimize the time required to perform the test and the costs involved, the wedge chosen must be as small as possible to obtain a reasonable gray break ratio; white break in the eyelashes of the particular cast used. There are eight standard corner formats ranging from A smallest to H largest, as shown in Table 1. Table 1 also gives the time required for the test.
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Corner <SEP> Base <SEP> (b) <SEP> Height <SEP> (h) <SEP> Length <SEP> (1) <SEP> Time <SEP> required
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<tb> @ <SEP> @ <SEP> area <SEP> for
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<tb> inches <SEP> mm <SEP> Inches <SEP> mm <SEP> Inches <SEP> mm <SEP> test
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<tb> 1/4 <SEP> 6 <SEP> 7/16 <SEP> 11.1 <SEP> 2 <SEP> 1/4 <SEP> 57.1 <SEP> 35 <SEP> second *
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<tb>
<tb>
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<tb> 1/2 <SEP> 12.7 <SEP> 7/8 <SEP> 22.2 <SEP> 4 <SEP> 101 <SEP> 40 <SEP> second
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<tb>
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<tb> C <SEP> 3/4 <SEP> 19 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> 38 <SEP> 5 <SEP> 127 <SEP> Impute
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<tb> 1 <SEP> 25.4 <SEP> 2 <SEP> 1/4 <SEP> 57.1 <SEP> 5 <SEP> 127 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> minute
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<tb>
<tb>
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<tb> E <SEP> 11/2 <SEP> 38 <SEP> 3 <SEP> 3/8 <SEP> 85,
7 <SEP> 6 <SEP> 152 <SEP> 3 <SEP> minutes
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<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
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<tb> 2 <SEP> 51 <SEP> 4 <SEP> 3/4 <SEP> 120.6 <SEP> 6 <SEP> 152 <SEP> 10 <SEP> minutes
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21/2 <SEP> 63.5 <SEP> 61/2 <SEP> 165.1 <SEP> 8 <SEP> 203 <SEP> 15 <SEP> minutes <SEP> - <SEP>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 3 <SEP> 76.2 <SEP> 81/2 <SEP> 215.9 <SEP> 8 <SEP> 203 <SEP> 20 <SEP> minutes,
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A cast iron for thin castings usually has high total carbon and silicon contents to avoid the. formation of hardened regions 3 in the casting. Therefore, such clippings would show little or no hardening in the test pieces and therefore one of the small wedges A, B or C would be chosen for the test.
On the other hand, to try a suitable cast iron for thicker castings which must be stronger or harder and which would give a complete white break on small specimens, one must use the larger wedges D, E, F, etc.
To minimize changes in the condition of the sand, it is recommended that the wedges be cast in molds of moisture stable oil sand. For casting, the molds can be placed in a frame and supported by lightly packed sand.
A specimen of the metal to be tested is cast into a wedge mold of the appropriate size. The casting temperature should be standardized and is preferably checked with a pyrometer. When the metal has solidified, the wedge is removed from the mold to dark red at about 600 C and soaked in water. The base must be whole first in water and the part must
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be moved quickly in the water to avoid spraying by steam. out of the water, the wedge is broken on an anvil.
The break clearly shows a white region towards the pointa. The dimensions in mm of the base of the break are the measurement used.
A particular composition according to the invention comprises by weight;
EMI9.1
ferro-isilicon 40%
50% carbon electrodes
EMI9.2
Zirconium alloy, t'er, silicon
EMI9.3
8111 calcium chloride 5%
The following examples illustrate the use of the composition known as composition A for the facilita EXAMPLE I ...
From the molten shearing out of the cupola is treated by (a) 40 ounces per ton (11.3 kg / 1016 kg) - of composition A
EMI9.4
(b) 70 ounces per ton (19.9 kg / 1016 kg) of silicon d <c.l01U. containing 1 # 5% d-ealutainium.
By subjecting the products to the trenipated wedge test, we obtain for (a) the value of 3 mm and for (b) the value of 12 mm, EXAMPLE II.-
Molten cast iron with an equal carbon content *
EMI9.5
worth 4.13 and containing 2 carbon, 2.4% 1111um, 1% phosphorus and 0.7 manganese is treated with an inoculant. LChaJ'S! ... d1L.cubl1ot - 10 oz test. (509 kg) eoapl "is 30 of low phosphorus cast iron, 55% factory scrap and 15% steel.
The molten metal at 1430 C is treated as follows t (a) using 1 pound per 1000 pounds of metal (1 kg per 1000) of composition A, (b) using 2 pounds per 1000 of metal (2 kg for
1000) of an inoculant consisting essentially of an alloy of silicon, manganese and zirconium /
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including traces of calcium and aluminum.
By subjecting the non-inoculated mutai to the hardened wedge test, a value of 6 mm is obtained. After treatment (a), the ast value is reduced to 2 mm, while after treatment (b) it is only reduced to 3 mm.
EXAMPLE II
Cast Iron No. 17 is used to cast cylinder blocks, automobiles. When 1 pound per 1000 of metal (1 kg per 1000) of a conventional inoculant was added, the hardened wedge test indicated a reduction in vapor from 6 mm to 5 mm.
However, when the cast iron is treated with an equal weight of composition A the value is reduced to 3 mm.
CLAIMS.
EMI10.1
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1. A shearing inoculation composition, characterized in that it comprises a known inoculant associated with an appreciable proportion of carbon.