CH278655A - Procédé pour l'obtention d'une pièce en fonte graphitique et pièce obtenue par ce procédé. - Google Patents

Procédé pour l'obtention d'une pièce en fonte graphitique et pièce obtenue par ce procédé.

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CH278655A
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Limited The Mond Nicke Company
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Mond Nickel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10Making spheroidal graphite cast-iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite

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Description


  Procédé pour l'obtention d'une pièce en fonte graphitique et pièce obtenue par ce procédé.    On sait que la fonte se présente, après  coulée, sous forme de fonte grise, de fonte  blanche ou de fonte truitée et que l'on     pent     traiter la fonte blanche par chauffage pour  libérer le carbone combiné et rendre la fonte  malléable. La caractéristique de la fonte<U>grise</U>  est que la     pl-Lis    grande partie du carbone non       eonibiné    est présente sous forme de graphite.  Si l'on examine au microscope des sections  polies de fonte grise, le graphite apparaît nor  malement sous forme de filaments allongés,  parfois tordus.

   Certains croient que la forme  réelle est celle d'une particule mince analo  gue<B>à</B> une écaille incurvée, si on la voit sous  trois dimensions. On désigne couramment ce  graphite sous le nom de  graphite en lamelles   et on donne<B>à</B> sa forme le nom de lamelles.  



  Les avantages de la fonte grise sont bien  connus. Ce sont notamment son prix peu  élevé, la facilité avec laquelle on peut la  fondre et la couler et ses propriétés méca  niques générales. Toutefois, il est admis que  les qualités courantes de fonte grise manquent  de ténacité. Ceci est<B>dû</B> principalement au  fait que la forme physique, les dimensions et  la distribution des lamelles de graphite dans  la fonte grise l'affaiblissent et la rendent fra  gile dans une mesure -en grande partie hors  de proportion avec le volume relatif occupé  par les lamelles de graphite, probablement  parce que chaque lamelle de graphite a une  forme telle que sa surface est très grande par  rapport<B>à</B> son volume, ce qui fait que, pour    un volume donné de graphite,

   la forme lamel  laire introduit un grand nombre de solutions  de continuité et de fentes produisant un  affaiblissement de la structure de la fonte  grise.  



  On sait que le graphite peut se présenter  sous d'autres formes, par -exemple dans la  fonte malléable dans laquelle il est produit  par traitement<B>à</B> chaud prolongé d'une fonte       qui    a été initialement une fonte blanche. En  particulier dans la. fonte malléable<B>à</B>     coeur     noir     (blackheart),    le graphite se trouve sous  forme d'agglomérats irréguliers ou de groupes  de particules; ces agglomérats ont été appelés  <B>c</B>  généralement nodules et la forme     dit    graphite  nodulaire.

   Des agglomérats ou -nodules très  semblables se trouvent dans la fonte     mal-          léable   <B>à</B>     c#ur    blanc     (whiteheart)   <B>à</B> faible  teneur en soufre. Dans quelques fontes mal  léables<B>à</B>     coeur    blanc de haute teneur en  soufre, en revanche, une partie du graphite  se trouve sous forme de particules sensible  ment     sphérdidales.    Ces particules présentent  ordinairement l'apparence d'une structure  rayonnante bien définie, lorsqu'on les examine  convenablement au microscope.  



  La présente invention, qui se rapporte<B>à</B>       un    procédé pour l'obtention d'une pièce<B>de</B>  fonte     graphitique    particulière, est fondée sur  la découverte que la présence de magnésium  clans la fonte qui, sans le magnésium, serait  grise lors de la coulée, exerce une influence  sur la forme sous laquelle le graphite est pré-      sent et, ce<B>f</B>     aisant,    améliore les propriétés  mécaniques de la fonte dans une mesure tout  <B>à</B> fait surprenante.  



  Ce procédé est caractérisé en ce que l'on  incorpore du magnésium<B>à</B> un bain de mé  tal fondu apte<B>à</B> fournir une, fonte     graphi-          tique,    et coule ce bain, la quantité de     ma-ii,--          sium    incorporée et les conditions de coulage  étant     t'elles    que la pièce brute de coulée con  tienne du magnésium et qu'une partie au  moins du graphite présent, de préférence au  moins<B>25 0/a,</B> s'y trouve sous la forme     splié-          r6ida.le.     



  Il est essentiel     que    le métal soit     graphi-          tique    après coulée et, la composition doit être  appropriée<B>à</B> cet, effet, compte tenu des     cou-          ditions    de     c.oulée,    c'est-à-dire du type de  moule et, de l'addition éventuelle d'un agent  fortement     graphitisant    (dénommé clans la  suite  agent inoculant ) immédiatement avant  la coulée. De plus, il ne suffit, pas d'ajouter  simplement du magnésium au métal en  fusion; il faut que du magnésium soit retenu  dans; la fonte.

   C'est un fait bien connu que  le magnésium a une grande affinité pour  l'oxygène dans le métal et aussi qu'il s'oxyde  rapidement<B>à</B> la, surface de la fonte en     tu-          sion;    en conséquence, il n'y a. pas de magné  sium résiduel lorsque ce métal est simplement  -utilisé pour produire la     désoxydation.    On sait  aussi que le magnésium a une grande affi  nité pour le soufre.

   Le magnésium doit donc  être ajouté en quantité suffisante et de ma  nière telle qu'il en reste une quantité     rési-          duelle    dans le métal après combinaison éven  tuelle avec les éléments fortement réactifs<B>à</B>       15égard    du     macnési-Lim    et la fonte doit être  coulée assez rapidement pour que ce magné  sium résiduel ne soit pas perdu par l'effet de  réactions telles que l'oxydation.  



  Si une quantité suffisante de magnésium  se trouve retenue, la fonte, après coulée, pos  sède une microstructure dans laquelle une  partie ou pratiquement. tout le graphite appa  raît sous la forme      sphérdidale ,    c'est-à-dire  sous     torme    de particules arrondies, compactes,  peu résistantes, de couleur grise, habituelle  ment presque     eirculaires,    ou sous forme d'a,--         gl        -,        omérats        ou        de        groupes        de        telles        particules.     



       L'ne    grande partie et     éventeullement    même  tout ce graphite      spb,ér(;idal ,    examiné     conve-          nableweiit        ati    microscope, présente     J'apparence     d'une     strueture        ravonnante.   <B>Il</B> est bien en  tendu donc que sous  graphite     s-phér6idal      on     n'eii,

  ylobe    ni les formes de graphite     lamel.          laire    comprises dans la classification faite par  la     Aniericaii        Society    for     Testing        Materials    et  exposées dans le tableau de ses désigna  tions standard<B>A.

   S.</B>     T.   <B>A</B> 247-47,     intitulê           Recommended        Practice    for     evaluating        the     microstructure of graphite in gray     iron ,    ni  <B>1</B>     les        formes        de        graphite        trouvées        dans        de        la     fonte malléable a     c#ur    noir     (blackheart)

      et  la fonte a     c#ur    blanc     (whiteheart)   <B>à</B> faible  teneur     eii    soufre et décrites précédemment  comme nodulaires.  



  De plus, bien que la fonte ait une com  position telle que, si elle ne contenait pas de       mac-gnésium,    elle serait de la fonte grise, elle  présente, après cassure, un aspect aciéré  contrastant avec la cassure grise de la fonte  grise ordinaire. Pour cette raison, dans la  présente description, on l'appelle      graphiti-          que     plutôt que      ,grise ,    mais ce terme n'im  plique pas nécessairement que les     parficules     soient formées de carbone pur présentant la dis  position réticulaire caractéristique du graphite.  



  Les différences entre les diverses micro  structures apparaissent clairement, sur le des  sin annexé., sur lequel:  Les     fig.   <B>1</B> et 2 sont des reproductions de  microphotographies faites avec un grossisse  ment de<B>25</B> diamètres et montrant, sur des  sections polies de fonte, la forme     sphérdidale     obtenue, pour le     earbone,    grâce<B>à</B> la présence  du magnésium, dans le métal tel qu'il vient  d'être<B>coulé.</B>  



  La     fig.   <B>3</B> -est une reproduction d'une  microphotographie faite avec un grossissement  de<B>50</B> diamètres et montrant la structure  après attaque de la fonte brute et contenant  le carbone sous la forme     sphéroïdale    dans une  matrice de     perlite.     



  La     fig.    4 est une reproduction d'une  microphotographie analogue, mais faite avec,       un    grossissement de<B>250</B> diamètres,      <B>1</B> La     fig.   <B>5</B> est une reproduction d'une micro  photographie faite avec     un    grossissement de  <B>1000</B> diamètres d'une particule unique ayant  l'apparence d'une structure rayonnante.  



  Les     fig.   <B>6 à 10,</B> enfin, sont des reproduc  tions de microphotographies faites avec un  grossissement de<B>100</B> diamètres et montrant  l'effet obtenu par augmentation progressive  de la quantité de magnésium retenu.  



  Quand la microstructure est celle que  montrent les     fig.   <B>1 à,</B> 4, c'est-à-dire lorsqu'elle  est telle     que    la totalité ou presque la totalité  du graphite est sous la forme     sphérdidale     (dont une particule isolée est représentée sur  la     fig.   <B>5), les</B> propriétés<B>de</B> la fonte attei  gnent sensiblement un maximum pour la com  position particulière en question.

   On n'obtient  cette microstructure qu'en assurant la pré  sence d'une quantité minimum de magnésium  retenue, ainsi que cela apparaît clairement<B>à</B>  l'examen des     fic.   <B>6 à 10</B>     qui    montrent les  microstructures de fontes ne différant les  unes des autres que par leur teneur en  magnésium.  



  La fonte représentée sur la     fig.   <B>6</B> ne conte  nait pas de magnésium; c'était une fonte grise  dans laquelle le graphite était présent sous la  forme lamellaire. La fonte représentée sur la         fig.   <B>7</B> contenait<B>0,03</B> % de magnésium. Bien  qu'aucune partie, pratiquement, du graphite  n'ait pris la forme     sphérdidale,    on voit que  certaines des lamelles s'arrondissent<B>à</B> leurs  extrémités et qu'elles sont en général moins  allongées. La     f        onte    représentée sur la     fig.   <B>8</B>  contenait 0,04     11/o    de magnésium.

   On voit  qu'un changement notable s'est produit dans  la forme du graphite et qu'il<B>y</B> a quelques       sphérdides    en même temps que l'on observe  une diminution notable des lamelles forte  ment allongées.<B>Il</B> semble, en fait, qu'un  changement critique se produise vers 0,04%  de magnésium. La fonte représentée sur la       fig.   <B>9</B> contenait     0,051/o    de magnésium: ici la  forme     sphérdidale    du graphite domine. Enfin,  la fonte représentée sur la     fig.   <B>10</B> contenait  <B>0,09</B>     1/o   <B>de</B> magnésium et le graphite est devenu  en totalité     sphérfflal.     



  Les fontes représentées sur les     fig.   <B>6 à 10</B>  ont été soumises aux essais habituels pour  déterminer leurs propriétés mécaniques, en  particulier: la charge transversale nécessaire  pour la rupture -d'un barreau; la flèche du  barreau avant rupture; la charge de rupture  <B>à</B> la traction; la résistance au -choc et l'in  dice de dureté Brinell.

   Les résultats compa  ratifs obtenus sont donnés dans le tableau<B>1 :</B>  
EMI0003.0025     
  
    Tableau <SEP> <B>1:</B>
<tb>  Magnésium <SEP> Essai <SEP> de <SEP> flexion <SEP> Dureté
<tb>  Figure <SEP> retenu <SEP> transversal <SEP> <B>C.</B> <SEP> R. <SEP> T. <SEP> Choc <SEP> Brinell
<tb>  <B>%</B> <SEP> flèche <SEP> charge
<tb>  <B>6</B> <SEP> néant <SEP> <B>5,08 <SEP> 907</B> <SEP> 12,24 <SEP> <B>3,80 <SEP> 118</B>
<tb>  <B>7 <SEP> 0,03</B> <SEP> 4,92 <SEP> 1282 <SEP> 16,64 <SEP> <B>3,30 <SEP> 126</B>
<tb>  <B>8</B> <SEP> 0,04 <SEP> <B>3,17</B> <SEP> 1934 <SEP> <B>30,77 <SEP> 207</B>
<tb>  <B>9 <SEP> 0,05 <SEP> 7,62</B> <SEP> 4335 <SEP> <B>70,80 <SEP> 8,29 <SEP> 271</B>
<tb>  <B>10 <SEP> 0,09 <SEP> 6,09</B> <SEP> 4552 <SEP> <B>75,98 <SEP> 13,

  83 <SEP> 300</B>
<tb>  Flèche <SEP> <B>=</B> <SEP> flèche <SEP> en <SEP> millimètres <SEP> dans <SEP> l'essai <SEP> de <SEP> flexion <SEP> transversal.
<tb>  Charge <SEP> <B>=</B> <SEP> charge <SEP> en <SEP> kilogrammes <SEP> nécessaire <SEP> pour <SEP> la <SEP> rupture <SEP> de <SEP> l'éprouvette <SEP> transversale
<tb>  par <SEP> flexion <SEP> statique.
<tb>  <B>C.</B> <SEP> R. <SEP> T. <SEP> <B>=</B> <SEP> charge <SEP> de <SEP> rupture <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> traction <SEP> en <SEP> kilogrammes <SEP> par <SEP> millimètre <SEP> carré.
<tb>  Choc <SEP> <B>=</B> <SEP> nombre <SEP> de <SEP> kilogrammètres <SEP> nécessaires <SEP> pour <SEP> rompre <SEP> l'éprouvette <SEP> d'essai <SEP> au
<tb>  choc <SEP> non <SEP> entaillée.

         On remarquera que les propriétés de la  fonte exempte de magnésium     (fig.   <B>6)</B> sont  mauvaises, ce qui est     dÛ    au fait que cette  série de coulées a été faite en partant de    gueuses de fonte sans aucune addition de     ri-          blons    d'acier, mais le tableau montre claire  ment les effets relatifs des différentes quan  tités de magnésium retenu.      On voit que les meilleures propriétés     appa.-          raissent    lorsque tout le graphite est sphéroï  dal.

   Toutefois, l'augmentation en     pour-eent    de  la charge de rupture produite par     0,041/o    de  magnésium, comme on le voit sur la     fig.   <B>8,</B> est  <B>déjà</B> très remarquable. La teneur en magné  sium, peut atteindre<B>0,5</B>     11/o,    mais la quantité  préférée est comprise entre<B>0,05</B> et 0,2     Olo.    La  quantité de magnésium retenu pour laquelle  est produite la forme     sphéroldale    du graphite  augmente en général légèrement avec la teneur  en carbone, en silicium ou en ces deux corps  et avec les dimensions de la section des pièces       eoulées   <B>à</B> produire.

   C'est ainsi que, lorsqu'il  s'agit de couler un bain en pièces de grande  section, par exemple de<B>100</B> mm, la quantité  de magnésium retenu doit être légèrement  augmentée par comparaison avec celle choi  sie pour une petite section, par exemple  <B>25</B> mm.  



  Les quantités de magnésium retenu dont il  est question sont les quantités de magnésium  pouvant être décelées dans la pièce coulée  finie par des procédés bien connus Ms que  l'analyse chimique.         Etant    donné que ces quantités de magné  sium sont très petites, des méthodes diffé  rentes     d#analyse    peuvent fort, bien donner des  résultats différents; il est par suite désirable  de préciser que les valeurs données dans le  présent mémoire ont été obtenues toutes par  la méthode suivante:  On dissout l'échantillon dans     un.        mélanl--e     d'acide perchlorique et d'acide nitrique.<B>On</B>  évapore jusqu'à production de     Tumées,    on di  lue et on filtre.

   On élimine le gros du fer du  filtrat par électrolyse dans une cellule<B>à</B> ca  thode de mercure, en laissant une quantité  suffisante de fer pour qu'il se combine avec  le phosphore présent. On rend ammoniacale  la solution, on ajoute du     persulfate    d'ammo  nium, on fait bouillir et on filtre.

   On préci  pite le magnésium dans le filtrat par le phos  phate     diammonique   <B>à</B> la manière habituelle,  on -filtre, on calcine et on pèse sous forme de       Mg2p2o7.       Si le métal fondu contient des éléments  quelconques qui tendent<B>à</B> se combiner     acti-          -,ement    avec le magnésium et, par suite,<B>à</B> le  rendre inefficace, en particulier du soufre et  de l'oxygène,     il    faut augmenter la quantité de  magnésium introduite de la quantité néces  saire pour l'élimination desdits éléments ou  bien supprimer leur effet     #d'une    autre manière.

    Le soufre est l'élément réagissant avec le  magnésium     qui    a le plus de chance d'être pré  sent en quantités gênantes.<B>Il</B> n'a été trouvé  aucun autre élément commun,<B>à</B> l'exception  du phosphore, dans les proportions habituelles  que l'on rencontre dans la fonte, pouvant  exercer un effet nuisible appréciable quelcon  que pour contrarier l'action désirée du magné  sium.

   Lorsque le soufre est présent dans le  bain de     eoulée    avant le traitement, il est né  cessaire d'introduire dans ledit bain une     quan-          tit6    de magnésium suffisante non seulement  pour donner la teneur désirée en magnésium  retenu, mais aussi pour réagir avec le soufre  et,<B>à</B> cet effet, on introduit de préférence une  partie en poids de magnésium pour chaque  partie en poids (le soufre<B>à</B> éliminer.

   Si l'on  opère de cette manière, la teneur en soufre se  trouve généralement réduite<B>à</B> moins de       0,015        %.        L'excès        de        magnésium        sert        alors   <B>à</B>  constituer la quantité requise de magnésium  résiduel.    Pour que la fonte soit graphitique, le mé  tal en fusion doit, au moment de la coulée,  posséder lui pouvoir     graphitisant    élevé. On  peut lui communiquer cette propriété par un  ajustement approprié de sa composition, de  diverses manières bien connues dans la fabri  cation de la fonte grise.

   En raison, toutefois,  de l'effet blanchissant du magnésium sur la  fonte, il est en -général désirable d'inoculer le  métal en fusion. Cette inoculation consiste en       une    addition tardive     dîin    agent     graphitisant     fort qui est habituellement un agent conte  nant     du    silicium comme le     ferro-silicium,    le       siliciure    de calcium     o-Li    le     siliciure    de nickel,  mais     qui    peut, par exemple, être l'aluminium.

    <B>Il</B> est préférable d'introduire le magnésium  dans le, bain, puis     d'7    introduire séparément      l'agent     graphitisant,    lequel est, de préférence.,  le silicium ajouté, par exemple, sous forme de       ferro-silicium.    La quantité de silicium ajoutée  peut être comprise -entre<B>0,3</B> et<B>2,5</B> %, de pré  férence entre 0,4 et 1,2 %. Si l'inoculation  précède l'introduction du magnésium, elle  peut ne pas donner les résultats désirés. On  peut remédier<B>à</B> cela par une autre inocula  tion pratiquée au même moment que     Vintro-          duction    du magnésium ou, de préférence,  après cette introduction.

   Le bain en fusion  contenant du magnésium et inoculé doit être  coulé très rapidement après     Finoculation,    par  exemple trois minutes après celle-ci, sinon  l'effet de cette dernière opération tend<B>à</B> dis  paraître. On peut alors effectuer une autre  inoculation, avec     une    quantité plus petite de  l'inoculant, par exemple:<B>0,1 à 0,15</B> Vo envi  ron. En pareil cas, comme dans le cas d'une  inoculation unique,<B>l</B>e bain traité par le magné  sium et inoculé doit être coulé très peu de  temps après la dernière inoculation, par  exemple dans les trois minutes environ.

   En       réinoculant    périodiquement le bain, tout en  maintenant la quantité requise de magnésium  retenu, on peut couler un bain important  traité pendant un laps de temps considérable.    L'inoculation, après adjonction de magné  sium, n'est pas toujours nécessaire.

   Par  exemple, un bain contenant     41/o    de carbone  et 2 % de silicium<B>(y</B> compris<B>0,75</B> '/o de si]     i-          eium    introduit pour l'inoculation immédiate  ment avant     Pintroduetiondu    magnésium) n'a       pas    nécessité une inoculation ultérieure;  toutefois, une telle inoculation d'une partie du  bain a été     avanta-euse    et a amélioré les pro  priétés de flexion de la pièce coulée.

   Mais lin  bain semblable inoculé contenant<B>3</B>     'Vo    environ  de carbone et<B>2,3</B> % environ de silicium (com  prenant<B>0,75</B> % de silicium introduit pour  l'inoculation immédiatement avant     Vintroduc-          tion    du magnésium) s'est solidifié sous forme  de fonte blanche, lors de la coulée,     aprèsFin-          troduction    du magnésium sans inoculation  additionnelle faite en même temps ou ulté  rieurement.

   Si une portion de ce bain     est        clé     nouveau inoculée, après l'introduction, du    magnésium, avec 0,2 '/o de silicium et est cou  lée peu de temps après, la forme     sphérdidale     désirée du carbone est obtenue.  



  Pour certaines applications, il peut être  désirable de produire une pièce coulée ayant  une surface durcie par trempe dans laquelle  le carbone est sous la forme combinée lors  qu'on veut obtenir la résistance<B>à</B> l'usure ou  une propriété analogue, tandis que le corps  ou noyau contient des quantités notables de  carbone non combiné sous la forme     sphérdi-          dale.    On peut produire de telles pièces coulées  en contrôlant les facteurs connus qui affec  tent le degré ;de graphitisation se produisant  dans les diverses parties des pièces coulées.    Ainsi que cela est bien connu, les éléments  les plus importants dans la détermination     du     pouvoir     graphitisant    d'un bain de coulée sont  le carbone et le silicium.

   Lors de la réalisation  de la présente invention, la     teneuren    silicium  est de préférence d'environ<B>0,8</B>     0/,o    au moins  et elle peut atteindre<B>5</B> ou même<B>6</B> %, bien       que    les occasions où d'aussi grandes quan  tités de silicium doivent être utilisées soient  rares, sauf si l'on désire obtenir les propriétés  spéciales des fontes<B>à</B> haute teneur en sili  cium. Cela est<B>dû</B> au fait que le carbone est  plus efficace, quant au pouvoir     graphitisant,     et que le silicium en grandes quantités, pour  une teneur donnée en carbone, a tendance<B>à</B>  réduire les propriétés, en particulier la, téna  cité, la. ductilité et la charge de rupture.

   Le  .silicium est un agent puissant de formation  de ferrite; pour cette raison, il peut être dési  rable d'utiliser ides teneurs élevées en silicium  lorsqu'on désire obtenir, dans la pièce telle  qu'elle     vientd'être    coulée, une matrice conte  nant.     1-me    forte proportion de ferrite. Après le  traitement par le magnésium et après toute  inoculation requise, le bain de coulée contient  généralement 1% environ de silicium au  moins et de préférence de<B>135 à 3</B> Vo environ  de silicium. La teneur en carbone peut varier  entre<B>1,7</B> et<B>5</B> ')/o, mais est de préférence com  prise entre 2 et 4,5 %.

   Un type particulière  ment satisfaisant de composition     posséda-nt,     un pouvoir     graphitisant    suffisant pour em-      pêcher, dans les     condition.%    les     pl-Lis    habituelles  de la pratique de la fonderie, la formation  massive de carbures ou la production de  trempes accidentelles dans des sections de  <B>9,52</B> mm d'épaisseur ou davantage, est défini  par les limites de<B>2,5 à</B> 4,5 Vo polir le carbone  et de<B>1,0 à</B> 4 % polir le silicium, le rapport  entre la teneur en silicium et la teneur en  carbone étant tel que:  
EMI0006.0003     
    soit supérieur<B>à 1,0.</B>  



  En     -énéral.    tout le carbone n'est pas pré  sent sous forme de sphéroïdes tendres de cou  leur grise parce qu'une certaine partie du car  bone, sous forme de carbone combiné, est     ha-el-,l*-          tuellement    retenue dans la structure de la ma  trice.

   Dans la plupart des cas, les pièces     cou-          lé,es    produites conformément<B>à</B> l'invention ont  une teneur en carbone combiné qui n'est pas  .supérieure<B>à</B> la moitié de la teneur totale en       ##arbone.    La transformation dune partie du  carbone sous la forme très     comDacte    s     phérique     ou sensiblement     sphéroïdaie   <B>à</B> l'état coulé -est  accompagnée de l'arrondissement des lamelles.  



  La fonte telle qu'elle vient d'être -coulée  peut être exempte d'éléments d'alliage ou  peut contenir des quantités notables de tels  éléments. C'est ainsi que la fonte peut conte  nir des éléments d'alliage tels que le nickel,  le     molybdène,    le chrome, le manganèse et  l'aluminium.

   Les propriétés blanchissantes ou  de stabilisation des carbures de certains<B>élé-</B>  ments     d'allia-e    doivent être prises     enconsidé-          ration    pour l'obtention d'un métal en fusion  possédant un pouvoir     graphitisant    suffisant,  lorsqu'il est coulé, pour qu'il se forme une  quantité notable<B>de</B> carbone graphitique pen  dant le refroidissement<B>à</B>     pal-tir    des     tempéra-          turcs    de coulée. Pour cette raison, la teneur  en chrome lie dépassera pas normalement<B>1</B> '/o  et, de préférence,<B>0,6</B> %.

   Toutefois, la quantité  de chrome     pou-vant    être tolérée dépend de la,  composition du métal en fusion dans son en  semble et la quantité maximum de chrome    est celle     qui    donne -Lui métal en fusion possé  dant le pouvoir     graphitisant    requis au mo  ment de la coulée.

   Le manganèse, qui est un  blanchissant ou un stabilisateur de carbures  plus doux, peut être toléré     en    quantités plus  grandes allant, par exemple, jusqu'à<B>2,5</B>     Ilio.     De plus grandes quantités de manganèse peu  vent être présentes lorsque l'alliage a une  composition, ou matrice,     austénitique.    En<B>gé-</B>  néral, le manganèse tend<B>à</B> affaiblir certaines  propriétés mécaniques, en particulier dans les  alliages, tels que coulés, dans lesquels le fer  est sous la forme alpha; pour cette raison, il  est préférable     que    la teneur en manganèse lie  dépasse pas<B>1</B> /o.

   L'aluminium diminue la  stabilité des carbures et agit comme     graphiti-          sant.    Le cuivre lie doit pas être utilisé en  quantités dépassant 301o ou même     21/o    sans  que l'on ait tout d'abord déterminé son effet  sur les caractéristiques et propriétés générales  de la fonte. Certains éléments     d'al#liage    tels  que le nickel peuvent augmenter la tolérance  polir le cuivre. On a observé que certains  autres éléments ne se trouvant pas habituelle  ment dans la fonte doivent être évités ou  qu'ils ne doivent être présents que sous forme  de traces, ou de très petites quantités, parce  qu'ils gênent la production de la forme     sphé-          roidale    du carbone.

   Ces éléments nuisibles  sont l'étain, le plomb, l'antimoine, le bismuth,  l'arsenic, le sélénium -et<B>le</B> tellure. On a     colis-          taté    que l'étain est particulièrement nuisible  et la teneur en étain doit être maintenue  aussi basse que possible et, en tout cas, infé  rieure<B>à 0J</B>     %.    Le phosphore ne gêne pas la  formation du carbone sphéroïdal et la teneur       en        phosphore        peut        atteindre        0,5%        ou        une     valeur plus élevée;

   toutefois, si l'on désire de  très bonnes propriétés, en     partieulier    celles  relatives au choc et<B>à</B> la ductilité, la teneur en  phosphore ne doit pas dépasser 0,06% et être,  par exemple, comprise entre 0,02 et 0,06%.  



  L'effet du phosphore sur les propriétés<B>à</B> i  la traction,<B>y</B> compris la limite élastique       (L.   <B>E.)</B> mesurée en     kg/mm2    et la dureté des  produits obtenus conformément<B>à</B>     lInvention,     est indiqué dans le tableau suivant.

      
EMI0007.0001     
  
    Tableau <SEP> 2:
<tb>  Composition; <SEP> <B>C <SEP> 3,5</B> <SEP> %; <SEP> Si <SEP> 2,4 <SEP> 11/o; <SEP> <B>Mg</B> <SEP> de <SEP> <B>0,05 <SEP> à</B>
<tb>  <B>0,08</B> <SEP> %; <SEP> Mn <SEP> <B>0,8</B> <SEP> 1/o#; <SEP> Ni <SEP> <B>1,9 <SEP> 1/0.</B>
<tb>  Dureté
<tb>  <B>P <SEP> %</B> <SEP> L. <SEP> <B>E. <SEP> C.</B> <SEP> R. <SEP> T. <SEP> Allongement <SEP> Vickers
<tb>  <B>0,015</B> <SEP> 46,94 <SEP> <B>70,02 <SEP> 5,0 <SEP> 258</B>
<tb>  <B>0,052 <SEP> 57,46 <SEP> 69,08 <SEP> 1,5 <SEP> 278</B>
<tb>  <B>0,089 <SEP> 52,59 <SEP> 63,11 <SEP> 1,5</B> <SEP> 264
<tb>  0,20 <SEP> <B>d. <SEP> 58,56 <SEP> - <SEP> 307</B>
<tb>  0,43 <SEP> <B>d.</B> <SEP> 48,20 <SEP> <B>- <SEP> 269</B>
<tb>  <B>0,67 <SEP> d.</B> <SEP> 47,41 <SEP> <B>0 <SEP> 312</B>
<tb>  n. <SEP> <B>d. <SEP> =</B> <SEP> non <SEP> déterminée;

   <SEP> l'échantillon <SEP> s'est <SEP> rompu
<tb>  avant <SEP> que <SEP> l'on <SEP> ait <SEP> atteint <SEP> une <SEP> déformation
<tb>  de <SEP> 0,21/o.       La teneur en fer des fontes spéciales ou  non spéciales sera d'au moins 87% de la  composition totale. Dans le cas des composi  tions contenant de plus fortes proportions  d'éléments     d'al-liage,    ayant habituellement une  matrice austénitique, la teneur en fer peut  être inférieure<B>à</B> 87%. Il est essentiel, si     lon     veut obtenir les meilleurs résultats, de tenir  compte de ce qui a été dit auparavant     a-Li     sujet des éléments d'alliage et d'éviter aussi  complètement     que    possible la présence<B>d'élé-</B>  ments nuisibles.  



  On peut introduire le magnésium de nom  breuses manières. La quantité de magnésium  <B>à</B> ajouter au bain dépend de la quantité<B>de</B>  magnésium que l'on désire retenir, de la  quantité additionnelle de magnésium requise  pour combattre la présence des éléments nui  sibles tels     que    le soufre, de la quantité de  magnésium perdue par le retard<B>à</B> la coulée  du bain après introduction du magnésium et  de la proportion de magnésium dans l'agent  d'addition de magnésium, perdu lors de l'in  troduction du magnésium dans le bain.

   On  croit généralement que le magnésium ne  s'allie pas au fer et, en fait, lorsqu'on essaie  d'introduire du magnésium métallique sous la  forme élémentaire dans la fonte en fusion<B>à</B>  la température ordinaire élevée nécessaire  pour une coulée satisfaisante, il se produit  une réaction d'une telle violence explosive  que la fonte en fusion peut se trouver souf  flée hors du récipient.

   On peut ajouter le    magnésium métallique avec les précautions  voulues sous la forme élémentaire solide di  rectement -dans le bain lorsque ce dernier est  <B>à</B> une température de peu supérieure<B>à</B> la  température du     liquidus    de la composition en  fusion, par exemple<B>à</B> -une température d'en  viron     12351,   <B>C.</B> La température doit être assez  élevée seulement pour que le bain soit en fu  sion complète, tout en étant visqueux. Une  telle addition de magnésium élémentaire s'ac  compagne en général de la combustion du  magnésium<B>à</B> la surface du bain avec produc  tion d'un éclair brillant, dégagement de  grandes quantités de fumées d'oxyde de  magnésium et perte de la plus grande partie  du magnésium ajouté.

   Toutefois, une quantité  suffisante de magnésium se trouve, retenue si  l'on ajoute une quantité assez grande de ce  corps. Lorsqu'on applique ce procédé, il est  préférable d'élever rapidement la température  du bain, après l'introduction du magnésium,  <B>à</B>     137011        C    ou<B>à</B> une température plus élevée,  puis d'inoculer le bain et de couler rapide  ment. On peut aussi ajouter le magnésium  sous forme de briquettes avec des diluants et  autres produits analogues pour réduire la  combustion du magnésium, pour permettre<B>à</B>  celui-ci de se trouver incorporé de manière  plus paisible dans le bain et pour qu'une plus  grande quantité s'y trouve retenue.  



  Bien que l'on puisse utiliser les procédés  rappelés ci-dessus, un procédé commode con  siste<B>à</B> ajouter le magnésium sous forme d'al  liage métallique contenant de 2<B>à</B> 40     11/o    envi  ron de magnésium. Des alliages convenables  comprennent ceux que l'on désigne parfois  sous le nom de     ecomposés    intermétalliques ,  par exemple     MgNi2,    ou des mélanges d'un  composé     intermétallique    avec un métal ou  avec un autre composé     intermétallique,

      par  exemple     MgNi2   <B>+</B> Ni ou     MgNi2   <B>+</B>     Mg2Ni.    On  a constaté qu'il était désirable d'introduire le  magnésium sous forme d'alliage avec un ou  plusieurs métaux solubles dans le fer     ù;    l'état  fondu. Dans la mise en pratique de l'inven  tion, le nickel, le cuivre     et/ou    le silicium sont  les métaux préférés avec lesquels est allié le  magnésium pour former l'agent d'addition,      L'utilité du cuivre est quelque peu limitée par  le fait qu'il est désirable de maintenir la  teneur en cuivre du produit final<B>à</B> -une va  leur relativement basse.

   De même, l'effet nui  sible d'une teneur élevée en silicium sur les  propriétés mécaniques du produit final limite  Futilité des alliages d'addition<B>à</B> haute teneur  en silicium. Des résultats très satisfaisants  peuvent être obtenus avec des alliages binaires  et avec des alliages plus complexes de nickel  et de magnésium. De préférence, on introduit  le magnésium dans le bain sous forme     dun     alliage ayant une densité approchant de celle  du bain en fusion, ou la dépassant, car il a  été constaté que plus est élevée la densité,     pl-Lis     grande est la proportion de magnésium retenti  dans le métal pour des conditions données.

   Des  alliages qui donnent des résultats satisfaisants  sont les alliages     nickel-magnésium    contenant  de 4% environ<B>à</B> 20% environ de magnésium.  On a constaté que lorsque les alliages     nickel-          magnésium    contiennent aussi     dit    carbone, par  exemple jusqu'à la quantité maximum que les  alliages admettent, les caractéristiques d'ad  dition des alliages, en particulier de ceux  contenant de<B>10 à</B> 15% de magnésium, sont  améliorées.

   De plus, en préparant d'abord un  alliage     nickel-carbone        fond-Li    et, en<B>y</B>     introdiii-          sant    ensuite du magnésium, la fabrication       d'un    alliage d'addition     nickel-magnésium    est  facilitée. Les alliages     nickel-magnésium-car-          bone    contenant de<B>10 à</B> 15% de magnésium  et contenant du carbone entre les limites de  <B>1 à</B> 4% sont très satisfaisants.  



  En général, plus est élevée la concentra  tion en magnésium dans l'agent d'addition,  plus est faible la proportion de magnésium  effectivement introduit dans le bain. C'est  ainsi     que,    par exemple, lorsque le magnésium  est ajouté<B>à</B> la surface     du    bain sous la forme  d'un alliage contenant     51/o    de magnésium et       951)/o    de nickel, une proportion de     901/o    envi  ron du magnésium de l'alliage d'addition s'est  trouvée retenue dans le bain, tandis que si  le magnésium est ajouté sous la forme d'un  alliage contenant, 20% de magnésium et 80%  de nickel,

   c'est seulement 25% environ     dit     magnésium<B>de</B> l'alliage d'addition     qui    se    trouve retenti dans le bain. Plus est basse la  température du bain au moment de     Fintro-          duction    du magnésium, que     celui-ei    soit sous  forme     d%lliage    ou sous une autre forme, plus  est élevée la proportion de magnésium retenu.

    On peut augmenter la proportion de magné  sium     retena    en soufflant un alliage pulvérisé       eontenant    du     macynésiuni    au     mo          kl    yen d'un tube  ou autre dispositif analogue dans le bain en  fusion sous sa surface,<B>à</B> l'aide d'un gaz non  oxydant par rapport au magnésium ou bien  en plongeant un alliage contenant du magné  sium sous la surface du bain.

   Du point de vue  de la facilité d'introduction du magnésium,       l'alliage        96%        de        niekel-4%        de        magnésium        est     très satisfaisant parce qu'il tend<B>à</B> plonger  dans le bain en fusion, ce qui fait qu'il ne se  produit sensiblement aucune combustion du  magnésium. Lorsque la concentration en  magnésium des alliages     nickel-magnésium    est  augmentée, la combustion et la perte de  magnésium se trouvent également augmentées  parce que les alliages flottent sur le bain, de  viennent progressivement moins denses et sont  moins immergés dans le bain.

   Des alliages  satisfaisants et raisonnablement peu coûteux  pour l'introduction du magnésium dans le  bain sont:       11,    Un alliage contenant<B>10</B>     11/o    de magné  sium et<B>90</B>     1/o    de nickel.  



  20 Des alliages contenant de 12<B>à 15</B>     1/o    de  magnésium, de<B>1 à</B> 4%, de préférence<B>1,3 à</B> i  <B>2,5</B> % de carbone, le complément étant essen  tiellement du nickel.  



  Les alliages     nickel-magnésium    peuvent  contenir aussi d'autres éléments     eomme    le     sili-          eium,    le manganèse, le cuivre et le fer, mais i  on a observé que, en général, la proportion  de magnésium retenue dans le bain<B>à</B> partir  de l'alliage     dMdition    croît lorsque la teneur  en nickel de l'alliage d'addition croît     elle-          même.    Par exemple, le remplacement d'une<B>5</B>  partie     dit    nickel par du fer diminue habi  tuellement la proportion de magnésium que  l'on retrouve comme magnésium retenu.  



  Pour les applications générales, on désire  habituellement une matrice     perlitique    formée<B>ç</B>  soit de     perlite,    soit, en partie de     perlite        conune         dans     une    matrice     perlite-ferrite;   <B>à</B> cet effet, la  fonte peut contenir les quantités des éléments  indiquées dans le tableau<B>3.</B>    <I>Tableau<B>3:

  </B></I>       Elément    Limites  Carbone 2,8<B>à 3,8</B>     1/o     Silicium<B>1,5 à 2,7</B> %       Magnésiuni   <B>0,06 à</B>     0,151/o     Nickel<B>. . . 0,5 à 3</B> %  Manganèse     0,1   <B>à 10/6</B>    La fonte peut contenir aussi du chrome,       par        exemple        jusqu'à        0,5%.        Le        complément     sera presque entièrement du fer, sauf pour ce       (lui    est des petites quantités accidentelles  d'impuretés. Bien entendu, il faut, tenir  compte de la section moyenne de la pièce cou  lée.

   En général,     pl-Lis    sont grandes les dimen  sions de la section moyenne, plus doit être  élevée la teneur en magnésium et plus doit  être faible la teneur en carbone. Des compo  sitions convenables pour deux limites de di  mensions de section sont données par le ta  bleau 4.

    
EMI0009.0016     
  
    Tableau <SEP> <I>4:</I>
<tb>  Dimension <SEP> de <SEP> la <SEP> <B>c</B> <SEP> si <SEP> <B><I>mg <SEP> % <SEP> N</I> <SEP> 1</B>
<tb>  section
<tb>  6,34 <SEP> <B>à <SEP> 38</B> <SEP> mm <SEP> <B>3,2-3,6 <SEP> 1,8-2,5 <SEP> 0,06-0,10 <SEP> 1-3</B>
<tb>  <B>50 <SEP> à <SEP> 100</B> <SEP> mm <SEP> <B>3,0-3,2 <SEP> 1,8-2,5 <SEP> 0,08-0,12 <SEP> 1-3</B>       Les propriétés des fontes de ce genre, iden  tiques sauf pour ce qui est de la quantité de  magnésium retenu, sont indiquées dans le ta  bleau<B>5.</B> Toutes les fontes ont été inoculées  par une addition, faite dans la poche, de         0,

  5%        de        silicium        sous        forme        de        ferro-silicium.     Les fontes contenant du magnésium ont été  inoculées peu de temps après l'addition de  magnésium.

    
EMI0009.0024     
  
    <I>Tableau <SEP> <B>5:</B></I>
<tb>  Composition: <SEP> <B>C</B> <SEP> 3,6%-, <SEP> Si <SEP> 2,3%; <SEP> Ni <SEP> 2%; <SEP> _Mn <SEP> 0,7%; <SEP> P <SEP> 0,03%.
<tb>  Essai <SEP> de <SEP> flexion
<tb>  Fonte <SEP> <B>No <SEP> <I>mg <SEP> %</I></B> <SEP> transversal <SEP> <B>C.</B> <SEP> R. <SEP> T.

   <SEP> Dureté <SEP> Brinell <SEP> Choc
<tb>  flèche <SEP> charge
<tb>  <B>1</B> <SEP> néant <SEP> 4y3l <SEP> <B>987</B> <SEP> 12,9 <SEP> <B>158 <SEP> 2,79</B>
<tb>  2 <SEP> 0,02 <SEP> 4,29 <SEP> <B>1178 <SEP> 15,58 <SEP> 165 <SEP> 2,9</B>
<tb>  <B>3 <SEP> 0,039</B> <SEP> 4,57 <SEP> <B>2052</B> <SEP> 29,43 <SEP> <B>228 <SEP> 5,25</B>
<tb>  4 <SEP> <B>0,067 <SEP> 6,09</B> <SEP> 4068 <SEP> <B>78,7 <SEP> 290 <SEP> 11,61</B>
<tb>  <B>5 <SEP> 0,096 <SEP> 6,29</B> <SEP> 4095 <SEP> <B>71,61 <SEP> 302 <SEP> 7,47</B>       L'importance d'une inoculation après intro  duction de la quantité requise de magnésium  est indiquée par l'omission du traitement  d'inoculation dans une portion<B>du</B> bain en  fusion contenant du magnésium employé pour  produire la fonte     No    4.

   Tandis que la fonte       No    4 inoculée a la cassure aciérée type et con  tient le carbone sous la forme     sphérdidale     caractéristique de l'invention, la même fonte    contenant du magnésium, mais non inoculée,  est dure et a une cassure blanche telle que  celle de la fonte blanche.  



  Les compositions d'un certain nombre de  fontes graphitiques sans éléments d'addition  et, avec une faible quantité desdits éléments  sont données dans le tableau<B>6,</B> leurs proprié  tés étant indiquées dans le tableau<B>7.</B>    
EMI0010.0001     
  
    <I>Tableau <SEP> <B>6:</B></I>
<tb>  Alliage <SEP> <B>C%</B> <SEP> si <SEP> <B>%</B> <SEP> Ni <SEP> <B>% <SEP> <I>mg <SEP> %</I></B> <SEP> <U>Mn <SEP> <B>%</B></U> <SEP> Autres
<tb>  <B>No</B> <SEP> éléments <SEP> <B>%</B>
<tb>  <B>6 <SEP> 3,2 <SEP> 3,7 <SEP> 0,085</B> <SEP> 2,2
<tb>  <B>7 <SEP> 2,6 <SEP> 2,3 <SEP> l'q <SEP> 0,072 <SEP> O'q</B>
<tb>  <B>8 <SEP> 2,,q <SEP> 3,1 <SEP> 1,7 <SEP> 0,069 <SEP> 0,8</B>
<tb>  <B>9 <SEP> 3,1.

   <SEP> 2,29 <SEP> I'q <SEP> 0,083 <SEP> O's</B>
<tb>  <B>10 <SEP> 3,2</B> <SEP> 4,5 <SEP> <B>l'q <SEP> 0,063 <SEP> 0,8</B>
<tb>  <B>il</B> <SEP> 3,4 <SEP> 2,0 <SEP> <B>1,9 <SEP> 0,058 <SEP> 0,8</B>
<tb>  12 <SEP> 3,4 <SEP> <B>92,3 <SEP> l'q <SEP> 0,068 <SEP> O's</B>
<tb>  <B>13 <SEP> 3,7 <SEP> l'q <SEP> 1,9 <SEP> 0,075 <SEP> 0,8</B>
<tb>  14 <SEP> <B>3,6 <SEP> 2,3 <SEP> 3,6</B> <SEP> 0,084 <SEP> <B>0,73</B>
<tb>  <B>15 <SEP> 3,6 <SEP> 2,3 <SEP> 3,6 <SEP> 0,10 <SEP> 0,17</B>
<tb>  <B>16 <SEP> 3,6</B> <SEP> 2,1. <SEP> 4,7 <SEP> <B>0,053 <SEP> O'S</B>
<tb>  <B>17 <SEP> 3,2</B> <SEP> 2,2 <SEP> <B>- <SEP> 0,069</B> <SEP> 1,41 <SEP> Cu <SEP> <B>0,96</B>
<tb>  <B>18 <SEP> 3,3</B> <SEP> 2, <SEP> ini <SEP> <B>-</B> <SEP> 0,074 <SEP> 2'l.

   <SEP> <B>Cil <SEP> 1,88</B>
<tb>  <B>19 <SEP> 3,5</B> <SEP> 2,1 <SEP> <B>1,5</B> <SEP> 0,054 <SEP> <B>0.1</B> <SEP> Mo <SEP> <B>0,66</B>
<tb>  20 <SEP> <B>3,6 <SEP> 1,9 <SEP> 1,5 <SEP> 0,059 <SEP> 0'l</B> <SEP> Cr <SEP> <B>0,36</B>     
EMI0010.0002     
  
    Tableau <SEP> <B>7:</B>
<tb>  Essai <SEP> de <SEP> flexion <SEP> Dureté
<tb>  <B><I>No</I></B> <SEP> L. <SEP> <B>E. <SEP> <I>C.</I></B><I> <SEP> F.</I> <SEP> T.

   <SEP> Allon.-enient <SEP> Choc <SEP> transversal <SEP> Brinell
<tb>  flèche <SEP> charge
<tb>  <B>6 <SEP> 51.,15</B> <SEP> 5,52 <SEP> <B>2,87 <SEP> 2631 <SEP> 321</B>
<tb>  <B>7 <SEP> 54,77</B> <SEP> 62,64 <SEP> <B>0,8 <SEP> 296</B>
<tb>  <B>8 <SEP> 68,62 <SEP> 8'99 <SEP> 3,96</B> <SEP> 3542 <SEP> <B>275</B>
<tb>  <B>9</B> <SEP> 49,89 <SEP> <B>70,51 <SEP> 1,8 <SEP> <U>6,85</U></B> <SEP> 4525 <SEP> <B>298</B>
<tb>  <B>lo</B> <SEP> 49,26 <SEP> <B>.53,51 <SEP> 0,5 <SEP> 2,72 <SEP> 3,22 <SEP> 1687 <SEP> 283</B>
<tb>  <B>1.1</B> <SEP> 43,91 <SEP> <B>70,20 <SEP> 5</B> <SEP> 1.4,52 <SEP> <B>8,50</B> <SEP> 4326 <SEP> <B>238</B>
<tb>  12 <SEP> 45,64 <SEP> 59,49 <SEP> 2 <SEP> <B>7,60</B> <SEP> 5,84 <SEP> 4018 <SEP> 247
<tb>  <B>1.3 <SEP> 84,68 <SEP> 16,59</B> <SEP> ##,23 <SEP> 4280 <SEP> <B>273</B>
<tb>  14 <SEP> 74,45 <SEP> <B>90,03 <SEP> 1,5 <SEP> 3,32</B> <SEP> 4,

  09 <SEP> 4135 <SEP> 340
<tb>  <B>15 <SEP> 63,90 <SEP> 85,31</B> <SEP> 14,41 <SEP> <B>5,97</B> <SEP> 4732 <SEP> <B>308</B>
<tb>  <B>16 <SEP> 56,1.9 <SEP> 79,48 <SEP> 8,99</B> <SEP> 4,24 <SEP> <B>3139 <SEP> -177</B>
<tb>  <B>17 <SEP> 67,36 <SEP> 15,17 <SEP> 5,23</B> <SEP> 4022 <SEP> <B>298</B>
<tb>  <B>18</B> <SEP> 64,69 <SEP> 4,70 <SEP> 4,52 <SEP> 4090 <SEP> <B>317</B>
<tb>  <B>19 <SEP> 83,89 <SEP> 16,59 <SEP> 7,97</B> <SEP> 4674 <SEP> <B>298</B>
<tb>  20 <SEP> <B>821,1.6</B> <SEP> 11,34 <SEP> <B>8,76</B> <SEP> 4240 <SEP> <B>282</B>       Des valeurs comparables obtenues avec  deux fontes<B>à</B> teneur en nickel élevée et ayant  des matrices     austénitiques,    dont l'une     conte-          nait        2,

  81/o        de        carbone,        1,6%        de        silicium,          20,2%        de        nickel,        0,8%        de        manganèse        et,            0,17%        de        magnésium,        Fautre        contenant        2,9%          de        carbone,        1,

  7%        de        silicium,        0,8%        de        mari-          ga   <B>-</B>     nèse        et        201/o        de        nickel        sans        magnésium        sont     données dans le tableau<B>8.</B>    
EMI0011.0001     
  
    Tableau <SEP> <B><I>8:

  </I></B>
<tb>  Essai <SEP> de <SEP> flexion
<tb>  Teneur <SEP> en <SEP> <B>C.</B> <SEP> F. <SEP> T. <SEP> transversal <SEP> Choc <SEP> Dureté <SEP> Brinell
<tb>  magnésium <SEP> flèche <SEP> charge
<tb>  <B>0 <SEP> 11,17 <SEP> 31,75 <SEP> 1118</B> <SEP> 2 <SEP> coups <SEP> <B>95</B>
<tb>  <B>0,17</B> <SEP> 45,64 <SEP> 54,61- <SEP> <B>3171</B> <SEP> non <SEP> cassé <SEP> après <SEP> <B>155</B>
<tb>  <B>10 <SEP> coups</B>       Des fontes dont le carbone est pratique  ment en totalité sous la forme     sphéroidale    sont  caractérisées par     -une    excellente résistance aux  effets nuisibles combinés de la chaleur et de  l'oxydation, par exemple la résistance au gon  flement.

   Ceci est illustré par des essais     exécu-          tés        sur        quatre        coulées        contenant        3,5%        de        car-          bone,        2,5%        de        silicium,        1,511/o        de        nickel        et     <B>0,8</B> % de manganèse.

   Deux des produits (fontes       Nol,    21 et 22) étaient exempts de magnésium,  tandis que les deux autres, (fontes     TNGII   <B>23</B> et    24) contenaient<B>0,063</B> % de magnésium retenu.  Tous ont été inoculés peu de temps avant la  coulée. Des pièces faites<B>à</B> partir de chacune  des quatre coulées ont été soumises<B>à</B> un essai  d'oxydation de<B>100</B> cycles, chaque cycle con  sistant<B>à</B> chauffer la pièce dans l'air<B>à 8700 C</B>  pendant une demi-heure environ,<B>à</B> maintenir  la pièce pendant une heure environ<B>à 8700 C</B>  dans l'air et enfin<B>à</B> refroidir<B>à</B> l'air pendant  une heure environ.

   Les résultats obtenus par  ces essais sont     don-nés    dans le tableau<B>9.</B>  
EMI0011.0024     
  
    Tableau <SEP> <B><I>9:</I></B>
<tb>  Longueur <SEP> Pourcentage <SEP> de <SEP> gonfle  Fonte <SEP> <B>No <SEP> <I>mg <SEP> %</I></B> <SEP> primitive <SEP> finale <SEP> ment <SEP> en <SEP> longueur
<tb>  21 <SEP> néant <SEP> <B>79,5 <SEP> 88,46 <SEP> 11,30</B>
<tb>  22 <SEP> néant <SEP> <B>79,75 <SEP> 90,19 <SEP> 13,05</B>
<tb>  <B>23 <SEP> 0,063 <SEP> 79,29 <SEP> 80,91</B> <SEP> 2,01
<tb>  24 <SEP> <B>0,063 <SEP> 79,60 <SEP> 81,03</B> <SEP> 2,04       On peut exalter certaines propriétés parti  culières des pièces produites conformément<B>à</B>  l'invention, en les soumettant<B>à</B> des traite  ments thermiques normaux.

   Pour illustrer de  quelle manière ces propriétés peuvent être  modifiées, les tableaux<B>10</B> et<B>11</B> donnés     ci-          après    indiquent trois traitements thermiques  et leur influence sur les propriétés de trac  tion et de dureté de la fonte de trois pièces  formées conformément<B>à</B> l'invention.

    
EMI0011.0027     
  
    <I>Tableau <SEP> <B>10:</B></I>
<tb>  Traitement <SEP> Traitement
<tb>  <B><I>No</I></B>
<tb>  <B>1</B> <SEP> Telle <SEP> que <SEP> coulée.
<tb>  <B><U>9</U></B> <SEP> Trempée <SEP> <B>à</B> <SEP> partir <SEP> de <SEP> 8450 <SEP> <B>C</B> <SEP> dans <SEP> un
<tb>  bain <SEP> de <SEP> sel <SEP> <B>à</B> <SEP> 4250 <SEP> <B>C</B> <SEP> et <SEP> maintenue <SEP> <B>à</B>
<tb>  cette <SEP> dernière <SEP> température <SEP> pendant
<tb>  <B>5</B> <SEP> heures.
<tb>  <B>3</B> <SEP> Trempée <SEP> dans <SEP> l'huile <SEP> <B>à</B> <SEP> partir <SEP> de
<tb>  8450 <SEP> <B>C</B> <SEP> et <SEP> revenue <SEP> <B>à <SEP> 5950 <SEP> C</B> <SEP> pendant
<tb>  <B>5</B> <SEP> heures.
<tb>  4 <SEP> Normalisée <SEP> <B>à</B> <SEP> partir <SEP> de <SEP> 8450 <SEP> <B>C</B> <SEP> et
<tb>  revenue <SEP> <B>à <SEP> 5950 <SEP> C</B> <SEP> pendant <SEP> <B>5</B> 

  <SEP> heures.       
EMI0012.0001     
  
    Tableau <SEP> <B>il:</B>
<tb>  Traite- <SEP> Fonte <SEP> L. <SEP> <B>E.</B> <SEP> Dureté
<tb>  inent <SEP> <B>C.</B> <SEP> F. <SEP> T.
<tb>  <B>No <SEP> No <SEP> kg/MM2</B> <SEP> Vickers
<tb>  <B>1 <SEP> 7 <SEP> 54,77</B> <SEP> 62,64 <SEP> <B>296</B>
<tb>  <B>1 <SEP> 9</B> <SEP> 49,89 <SEP> <B>70,51 <SEP> 298</B>
<tb>  <B>1</B> <SEP> 12 <SEP> 45,64 <SEP> 59,49 <SEP> 247
<tb>  2 <SEP> <B>7</B> <SEP> 72,40 <SEP> <B>83,62</B> <SEP> 344
<tb>  2 <SEP> <B>9 <SEP> 76,85</B> <SEP> 89,40 <SEP> <B>328</B>
<tb>  2 <SEP> 12 <SEP> <B>69,25 <SEP> 75,07 <SEP> 316</B>
<tb>  <B>3 <SEP> 7 <SEP> 67,68</B> <SEP> 71,14 <SEP> 280
<tb>  <B>3 <SEP> 9</B> <SEP> 64,69 <SEP> <B>68,46</B> <SEP> 264
<tb>  <B>3</B> <SEP> 12 <SEP> <B>57,92</B> <SEP> 60,44 <SEP> 246
<tb>  4 <SEP> <B>7</B> <SEP> 51,94 <SEP> <B>78,22 <SEP> 299</B>
<tb>  4 <SEP> <B>9</B> <SEP> 55,

  24 <SEP> <B>79,64 <SEP> 285</B>
<tb>  4 <SEP> 12 <SEP> 49,26 <SEP> 64,84 <SEP> <B>272</B>

Claims (1)

  1. REVENDICATION I: Procédé pour l'obtention dune pièce en fonte graphitique, caractérisé en ce que l'on incorpore du magnésium<B>à</B> un bain de métal fondu apte<B>à</B> fournir une fonte graphitique, et coule ce bain, la quantité de magnésium incorporée et les conditions de coulage étant telles que la pièce brute de coulée contienne du magnésium et qu'une partie au moins du graphite présent, s'y trouve sous la forme sphéroldale. SOUS-REVENDICATIONS: <B>1.</B> Procédé selon la revendication<B>1,</B> carac- térîsé en ce que l'on opère de telle façon que la pièce contienne de 0,04<B>à 0,5</B> 1/o de magné sium. 2.
    Procédé selon la revendication<B>1,</B> dans lequel après incorporation du magnésium au bain, on introduit dans celui-ci une matière graphitisante, Puis coule le bain très peu de temps après cette -dernière adjonction. <B>3.</B> Procédé selon la revendication<B>1</B> et la sous-reve dieation 2, dans lequel ladite ma tière graphitisante est du silicium. 4. Procédé selon la revendication I, dans lequel on introduit le magnésium dans le bain sous forme dun alliage<B>à</B> base de nickel conte nant de 2<B>à</B> 40 % de magnésium.
    <B>5.</B> Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, dans lequel ledit alliage est un alliage nickel-magnésium contenant de 4<B>à</B> 20 1/o de magnésium. <B>6.</B> Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, dans lequel ledit alliage est un alliage nickel-magnésium-carbone conte nant de<B>10 à 15</B> % de magnésium et de<B>1,3 à</B> <B>2,5</B> 1/o de carbone.
    <B>REVENDICATION</B> IL Pièce en fonte graphitique obtenue par le procédé selon la revendication<B>1.</B> SOUS-REVENDICATIONS: <B>7.</B> Procédé selon la revendication II, carac térisé en ce que au moins<B>25</B> % du graphite se trouve sous forme sphéroïdale.
    <B>S.</B> Pièce selon la revendication Il, caracté risée en ce que ladite fonte contient de 0,04 <B>à</B> 0,5% de magnésium et possède une micro- structure comprenant une matrice ferreuse, dans laquelle une partie au moins du graphite est dispersée sous la forme sphéroïdale.
    <B>9.</B> Pièce selon la revendication II et la sous-revendication <B>8,</B> caractérisée en ce que ladite fonte contient entre<B>0,05</B> et 0,2 % de magnésium et en ce que la plus grande partie du graphite sy trouve sous forme sphéroïdale.
CH278655D 1947-03-22 1948-03-20 Procédé pour l'obtention d'une pièce en fonte graphitique et pièce obtenue par ce procédé. CH278655A (fr)

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