Procédé pour la production de fonte de fer affinée et produit coulé en fifnte de fer obtenu par ce procédé Le présent brevet a pour objet un procédé pour la production de fonte de fer affinée et un produit coulé en fonte de fer obtenu par ce procédé.
Les fontes de fer sont des alliages de fer, de carbone et de silicium, la teneur en carbone étant toujours supérieure à la quantité qui peut être maintenue en solution solide dans de l'austénite à la température eutectique. Le car bone non combiné présent à l'état de graphite dans la fonte grise lui confère le caractère ty pique de présenter des cassures grises, la pro priété de s'usiner facilement, de bonnes pro priétés d'amortissement et une bonne résistance à l'usure.
Le large domaine de résistances à la traction des fontes grises et le faible coût de leur fabrication expliquent que leur usage s'étende de plus en plus. Cependant, bien des fontes grises présentent des limitations quant à leurs usages du fait de leur résistance à la traction relativement faible et de leur faible résistance aux chocs. On estime que ces pro priétés indésirables sont dues au fait que le carbone graphitique est réparti à l'intérieur de la matrice métallique des fontes grises sous forme de nombreuses paillettes.
Ces paillettes sont la cause de faiblesse relative et de mol lesse, du fait que leur structure cristalline est analogue à celle du graphite naturel et que le graphite, soit amorphe, soit cristallin, présente une très faible résistance à la traction et aux chocs. Ces paillettes interrompent de façon dé favorable la continuité de la matrice de fer et confèrent ainsi à la fonte certaines propriétés indésirables, la rendant cassante et amoindris sant sa ductilité et sa résistance à la traction.
Depuis plusieurs années, il est bien connu que, si le carbone non combiné de la fonte grise, qui a donc généralement la forme de paillettes de graphite, peut être amené à pren dre une forme plus compacte, c'est-à-dire la forme de nodules ou de particules de forme plus ou moins sphérique, la résistance et la ténacité de la fonte sont grandement accrues. De telles propriétés de haute résistance à la traction et de ténacité résultent d'un minimum d'interruptions de la continuité de la matrice par le graphite.
On a fait de nombreux essais en. vue de mettre au point des procédés de traitement chi mique capables de modifier la forme physique du carbone non combiné présent dans la fonte grise ordinaire, et l'on a proposé à cet effet d'injecter dans la fonte de nombreux métaux et alliages, y compris de relativement grandes quantités de magnésium métallique, coûteux, ou de calcium métallique sous de très nom breuses formes. Cependant, aucun de ces pro cédés d'inoculation chimique ne s'est montré entièrement satisfaisant pour une production commerciale à grande échelle.
La présente invention fournit un procédé amélioré, susceptible d'utilisation commerciale à grande échelle, pour la production de fonte de fer affinée à partir d'un bain de fonte de fer à l'état fondu comprenant au moins 85 % de fer, de 1,7 à 4,
5 % de carbone et de 0,2 à 4 % de silicium. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on injecte du carbure de calcium dans ladite fonte de fer à l'état fondu,
à une dis tance notable au-dessous de sa surface et avec un gaz porteur utilisé en quantité tout au plus égale à 125 litres de gaz à la température et à la pression normales par kilo de carbure in jecté, et en ce qu'on coule ensuite prompte ment la fonte ainsi traitée dans des moules, le carbure de calcium étant injecté en quantité suffisante et suffisamment peu de temps avant le coulage pour qu'au moins la résistance à la traction des produits coulés obtenus soit no tablement améliorée par rapport à celle de produits obtenus à partir de fonte de même composition, mais n'ayant pas subi de traite ment au carbure.
La fig. 1 est une reproduction d'une micro photographie montrant, avec agrandissement, la forme en paillettes du carbone non combiné dans une section polie et corrodée d'une pièce de fonte grise ordinaire, obtenue de façon nor male par coulage.
La fig. 2 est une reproduction analogue d'une section d'une pièce faite d'une fonte trai tée au moyen de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium, avant d'être coulée, la fonte originale utilisée pour faire cette pièce étant la même, avant traitement, que celle utilisée pour faire la pièce dont une section est représentée à la fig. 1 et ladite pièce ayant été produite par coulage dans un moule de sable, sept minutes après injection de l'agent de traitement dans la fonte à l'état fondu. Cette microphotographie montre du carbone sous forme sphéroïdale ou nodulaire dans une matrice de ferrite.
La fig. 3 est une reproduction analogue d'une section d'une pièce de fonte grise obte nue par coulage à partir d'une fonte de même composition que celle utilisée pour la pièce dont une section est représentée à la fig. 2, cette fonte ayant été traitée de la même ma nière et ladite pièce ayant été coulée dans un moule de sable quatorze minutes après injec tion de l'agent de traitement.
La matière cou lée contient principalement de relativement grandes paillettes de graphite et environ 5 % de graphite sous forme sphéroïdale ou nodu laire dans une matrice de ferrite.
La fi-. 4 est une reproduction analogue aux précédentes, avec agrandissement, mon trant du carbone non combiné sous forme de paillettes que présente une section polie et cor rodée d'une pièce en fonte grise telle que celle dont une section est représentée à la fig. 1 et comme on l'obtient normalement par coulage, la fonte utilisée étant cependant d'une compo sition légèrement différente.
La fig. 5 est une reproduction analogue à celle de la fig. 4, montrant la section d'une pièce de fonte grise obtenue par coulage à par tir d'une fonte traitée au moyen - de carbure de calcium et de magnésium, avant coulage, la fonte originale utilisée présentant, avant trai tement, sensiblement la même composition que celle utilisée pour le coulage de la pièce dont une section est représentée à la fig. 4.
La fig. 6 est une reproduction d'une micro photographie montrant, avec agrandissement, une section non corrodée d'une pièce de fonte grise obtenue par coulage à partir d'une fonte traitée, avant coulage, au moyen de carbure de calcium, de magnésium et d'oxyde de ma gnésium, la fonte utilisée pour faire cette pièce présentant, avant traitement, sensiblement la même composition que celle utilisée pour cou ler la pièce dont une section est représentée à la fig. 4.
La fig. 7 est une reproduction analogue à celle de la fig. 6, montrant la section d'une pièce de fonte grise obtenue par coulage à partir d'une fonte traitée, avant coulage, au moyen de carbure de calcium et d'oxydes de métaux des terres rares, la fonte originale uti lisée pour couler cette pièce présentant, avant traitement, sensiblement la même composition que celle utilisée pour couler la pièce dont une section est représentée à la fig. 4.
La fig. 8 est une reproduction analogue à celles des fig. 6 et 7, représentant une section d'une pièce de fonte obtenue par coulage à partir d'une fonte traitée, avant coulage, de la même manière que la fonte utilisée pour couler la pièce dont une section est représentée à la fig. 6 et de même composition que cette fonte, ladite pièce ayant cependant été coulée en co quille et recuite.
Le présent procédé est avantageusement exécuté comme suit Du carbure de calcium du commerce com posé principalement de CaC2, mais compre nant également de l'oxyde de calcium et des traces d'autres éléments présents dans le coke et dans le calcaire à partir desquels le carbure a été obtenu, est amené dans un bain de métal fondu, dans un four disposé sur une plate- forme, au moyen d'un transporteur à vis. Ce transporteur fait avancer le carbure finement divisé à partir d'une trémie jusque dans la par tie supérieure d'un tube d'injection en matière réfractaire, ceci avec une vitesse choisie.
Un gaz, qui est inerte par rapport au métal traité, par exemple de l'azote, du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone ou un mélange de ces gaz, est introduit avec un débit commandé jusque dans le courant de carbure pénétrant dans la partie supérieure du tube d'injection. Le carbure et le gaz passent alors vers le bas à travers le tube d'injection et jusque dans le métal fondu dans lequel plonge l'extrémité in férieure du tube. La pression du gaz est main tenue à une valeur suffisante pour empêcher le métal fondu de s'élever à l'intérieur de l'ex trémité immergée du tube. Le débit de gaz est de préférence compris entre 31,2 et 125 litres par kilo de carbure injecté.
Dans une installation industrielle, le métal fondu est traité de façon continue plutôt que par lots. Dans une telle installation industrielle, le débit de carbure amené dans le métal fondu est choisi d'avance en poids de carbure injecté par tonne de métal traité. Par exemple, si le métal fondu s'écoule avec un débit de 10 ton nes par heure, le débit de carbure peut être choisi entre 0,113 et 11,3 kilos par minute, c'est-à-dire entre 0,68 et 68 kilos de carbure par tonne de métal traité. Le débit de gaz est alors réglé de manière à transporter cette quantité de carbure jusque dans le bain. De préférence, on utilise un débit de gaz mini mum.
Ainsi, si le débit de carbure injecté est choisi égal à 0,59 kilo par minute pour un débit de fonte de 10 tonnes par heure, la pres sion de gaz à l'extrémité inférieure du tube d'injection est, par exemple, maintenue égale à environ 0,421 kg/cm2 et le débit de gaz est compris entre 1705 et 2840 litres par heure, ce gaz étant de l'azote. Le tube d'injection pré sente un diamètre intérieur d'environ 25 mm et une longueur immergée dans le métal fondu comprise entre 127 et 762 mm.
Le métal fondu pourrait également être traité dans une gouttière, une poche de fonde rie ou un creuset. La disposition doit être telle que les pièces puissent être coulées prompte ment après achèvement du traitement au car bure. Il est, en effet, nécessaire, pour que l'effet maximum du traitement soit atteint, que ce traitement soit effectué juste avant que le métal soit coulé.
La fonte contenue dans le bain de fonte fondue peut encore contenir d autres éléments, qu'on trouve d'ordinaire dans des fontes gri ses, tels, par exemple, que du soufre, du man ganèse et du phosphore en quantités usuelles et des impuretés ou traces d'autres éléments comme le titane et le zirconium. Si une telle fonte est coulée de la façon ordinaire dans des moules de sable, sans inoculation ou traitement préalable, on obtient des pièces coulées en fonte grise dans lesquelles le carbone non com biné se trouve à l'état de paillettes de graphite typiques de la fonte grise.
Le carbure injecté dans la fonte réagit avec certaines impuretés indésirables conte nues d'ans cette fonte, telles que le soufre et de l'oxygène, de manière à éloigner ces im puretés. Plus le métal fondu contient de telles impuretés avant traitement, plus la quantité de carbure injectée doit être grande.
Ainsi, la quantité totale de carbure injectée peut être considérée comme égale à la somme de deux quantités, nommément la quantité nécessaire pour éloigner des quantités anormalement grandes d'impuretés indésirables ou pour agir de façon à contrebalancer l'effet de telles im puretés, par exemple, la partie de la teneur en soufre excédant 0,04% et une autre quantité nécessaire pour améliorer et noduliser la fonte de la façon qu'on va expliquer ci-dessous, cette dernière quantité étant, par exemple,
com prise entre 0,68 et 68 kilos par tonne de métal traité.
Le métal traité peut être coulé dans des moules de sable au moyen d'une poche, promp tement, après l'achèvement de l'injection de carbure dans le bain de métal fondu contenu dans le four. D'autres types de moules peuvent être utilisés, cependant, le refroidissement re lativement lent assuré par les moules de sable a tendance à favoriser la formation de graphite nodulaire ou sphéroïdal. On a remarqué que le traitement au carbure de la fonte décrit ci- dessus a pour effet de supprimer la tendance à la formation de fonte blanche ; on peut dire que le carbure supprime l'effet de surprise.
Cet effet de suppression de la surprise est op posé à celui obtenu par un procédé connu de traitement des fontes avec du magnésium. A cet égard, il convient de remarquer que, après le traitement au carbure, l'inoculation ordi naire avec du ferro-silicium utilisée pour favo riser la formation de graphite peut être super flue pour l'obtention dé fonte améliorée sus ceptible d'être facilement usinée.
On a constaté que les fontes grises sous- eutectiques, aussi bien que les fontes grises sur- eutectiques, possèdent des caractéristiques améliorées, en particulier leur résistance à la traction, lorsqu'elles ont été traitées avec du carbure de calcium selon le procédé décrit ci- dessus. Cependant,
ces caractéristiques amé liorées sont obtenues plus facilement et à un degré plus prononcé avec des fontes originales sureutectiques. La structure microscopique des pièces coulées obtenues par le procédé qu'on vient de décrire est caractérisée par la pré sence de carbone libre ou graphite sous forme de paillettes comprimées dont la forme est approximativement sphéroïdale ou nodulaire et, dans certains cas, une grande partie ou même sensiblement la totalité du graphite se trouve sous forme nodulaire, sphérique ou sphéroïdale.
Ainsi qu'on a pu le constater, l'importance de la transformation des paillettes de graphite en paillettes comprimées ou en particules sphéroïdales ou nodulaires est fonc tion de différents facteurs, tels que la compo sition de la fonte avant traitement, c'est-à-dire de son caractère sureutectique ou au contraire sous-eutectique et, de façon plus prononcée, de la quantité de carbure de calcium réagis sant avec une unité de poids de fonte à l'état fondu. Le carbure de calcium ne fond pas aux températures des bains de fonte fondue habi tuellement utilisés en fonderie, de sorte que toute réaction doit avoir lieu entre un réactif solide et du métal fondu liquide.
Par consé quent, la réaction dépend de la surface de con tact entre le carbure de calcium solide et la fonte fondue et, pour assurer un contact in time, le carbure de calcium est introduit nota blement au-dessous de la surface du-métal et à l'état finement divisé, de sorte que ce carbure est suffisamment mouillé par le métal fondu et réagit avec lui pendant qu'il se trouve encore au-dessous de sa surface. Il est réparti et dis séminé à travers toute la masse de la fonte fondue pendant qu'il s'élève à travers elle et réagit ainsi avec cette fonte. Plus la dimen sion des particules est petite, plus la surface est grande par rapport au poids du carbure et, mieux, lesdites particules sont mouillées par le métal fondu, de sorte qu'on obtient un meil leur rendement de réaction.
De plus, étant donné que le poids spécifique du carbure de calcium n'est pas de beaucoup inférieur à celui de la fonte fondue, l'importance de l'introduc tion adéquate du carbure de calcium est encore plus grande. Des expériences ont prouvé que seule la partie du carbure qui est mouillée par le métal fondu et qui réagit avec celui-ci est efficace. Le présent procédé permet de faire réagir de façon efficace des particules solides de carbure finement divisé avec une fonte grise à l'état fondu, sans qu'il soit nécessaire de mo difier le processus de fonte ni les appareils utilisés dans l'industrie de la fonderie pour la fabrication commerciale à grande échelle d'ar ticles en fonte.
Les articles coulés obtenus par le procédé spécifié ne doivent pas nécessairement être soumis à un traitement thermique ou à une autre opération supplémentaire. Cependant, un traitement supplémentaire tel qu'un traite ment de recuit ou qu'un autre traitement ther mique des pièces coulées peut être utilisé dans certains cas pour améliorer les propriétés de la fonte grise coulée obtenue par le procédé décrit ci-dessus. Par exemple, après avoir subi ledit traitement au carbure, la fonte peut être coulée dans un moule en coquille, ce quia pour effet de retenir le carbone principalement ou totalement sous forme combinée.
Les pièces coulées trempées ainsi obtenues peuvent être recuites pour obtenir des pièces coulées con tenant du carbone non combiné sous forme sphéroïdale ou nodulaire.
L'opération d'injection de carbure peut fa cilement être effectuée dans n'importe quel ré cipient contenant une charge de fonte à l'état fondu, pour le traitement par lots. De la fonte préalablement fondue dans un four ordinaire peut aussi être coulée dans un récipient de trai tement adéquat, tel qu'une poche de fonderie ou un creuset avant, le débit de métal étant continu ou au contraire intermittent. Du car bure de calcium à l'état finement divisé est introduit au-dessous de la surface du métal fondu, de préférence au moins 127 à 153 mm au-dessous de cette surface. Après que le mé tal s'est séparé du laitier formé, il est coulé dans des moules adéquats.
Ainsi qu'on a pu le constater, l'intervalle de temps en minutes s'écoulant entre la fin de l'injection de carbure de calcium et le coulage, c'est-à-dire le temps de retenue est important. Lo r .,sque ce temps de retenue est trop long, l'effet du traitement est réduit. La température du métal fondu à l'ins- tant de l'injection n'est pas critique, bien qu'elle ait quelque effet sur le temps de retenue ad missible.
Les températures ordinairement uti lisées en fonderie sont satisfaisantes.
On va maintenant décrire, à titre d'exem ple, diverses formes d'exécution du procédé, dans le but de montrer que l'addition de car bure de calcium selon le processus spécifié à de la fonte grise assure la production dé pièces coulées présentant entre autres une résistance à la traction améliorée comparativement à des pièces coulées obtenues par coulage à partir d'un bain de fonte grise à l'état fondu de même composition.
<I>Exemple 1</I> On forme un bain de fonte sureutectique contenant environ 3,79 % de carbone, 3,01 % de silicium, 0,6,% de manganèse, 0,
019 % de phosphore et 0,043 % de soufre. Du carbure de calcium à l'état finement divisé est entraîné par de l'azote et est introduit au-dessous de la surface du bain de métal, celui-ci étant con tenu dans un four à garniture acide. La quan tité de carbure de calcium utilisée est de 45,4 kilos par tonne de métal fondu. Le métal traité est coulé trois minutes après injection du car bure de calcium.
Après le traitement au car bure et avant coulage, le métal est inoculé avec du ferro-silicium en quantité suffisante pour assurer une addition de silicium comprise entre 0,2 et 0,4 %. Les pièces de fonte grise cou- lées obtenues présentent une résistance à la traction de 2560 kg/em2. Des pièces de fonte grise obtenues par coulage à partir du même bain de métal, sans traitement au carbure,
mais avec inoculation de ferro-silicium, présentent une résistance à la traction dé 1090 kg/cm2. La structure de la fonte non traitée, après cou lage, comprend de relativement grandes pail lettes de graphite dans une matrice de perlite grossière, tandis que la structure des pièces coulées à partir de la fonte traitée présente des régions contenant de petites et grandes paillet tes de graphite, quelques nodules, une matrice de ferrite, et un réseau eutectique ouvert de perlite grossière et de graphite.
<I>Exemple 11</I> On forme un bain sous-eutectique de fonte contenant environ 3,5 '% de carbone, 1,9 % de silicium, 0,9 % de manganèse, 0,
075 % de phosphore et 0,1 % de soufre. Du carbure de calcium à l'état finement divisé est entraîné par de l'azote et est introduit au-dessous de la surface du bain métallique. La quantité de car bure de calcium injectée est d'environ 3,63 ki los par tonne de métal fondu. Le métal traité est coulé environ cinq minutes après l'injection du carbure.
Le métal fondu est traité pendant qu'il s'écoule de façon continue à travers un creuset avant à garniture acide, avec un débit de 10 tonnes par heure. La fonte coulée obte nue présente une résistance à la traction de 3160 kg/cm2, au lieu de 2380 kg/cm2 pour la même fonte coulée sans avoir préalablement été traitée au carbure. On n'utilise pas de ma tériau d'inoculation favorisant la formation de graphite, le traitement ne comprend que l'in jection de carbure.
L'exemple ci-dessus de traitement au car bure de calcium seul, en omettant l'inoculation habituelle avec du ferro-silicium ou avec un agent analogue connu favorisant la formation de graphite révèle une amélioration marquée de la fonte grise.
On a également constaté que les fontes grises sous-eutectiques, de même que les fontes grises sureutectiques, peuvent être améliorées ou nodularisées par traitement au moyen de carbure de calcium à l'état finement divisé et d'oxyde de magnésium sous forme de parti cules finement divisées d'oxyde de magnésium MgO mélangé avec le carbure. Sauf en ce qui concerne l'addition du MgO, l'opération est identique à celle décrite ci-dessus et relative au traitement avec du carbure de calcium seul.
Comme pour ce dernier traitement, le temps de retenue, c'est-à-dire le temps en minutes qui s'écoule entre l'injection finale de mélange et le coulage du métal à l'état fondu dans des moules convenables est important et ne doit pas être long. Le mélange de carbure de cal cium et d'oxyde de magnésium assure généra lement des améliorations plus considérables de la fonte grise que le carbure de calcium seul. La présence d'oxyde de magnésium assure à un certain degré la formation de graphite sous forme nodulaire, ce quia pour effet de faire augmenter la résistance à la traction, et elle réduit la quantité de carbure de calcium né cessaire pour obtenir une résistance à la trac tion déterminée.
L'oxyde de magnésium peut également être ajouté partiellement ou dans sa totalité par utilisation d'oxyde de magnésium pour former une garniture basique ou à base de magnésie pour le récipient dans lequel le bain de fonte à l'état fondu est maintenu pen dant l'injection de carbure.
La table I ci-après contient des exemples de fontes sureutectiques, leurs compositions et leurs propriétés physiques et mécaniques avant et après traitement au moyen d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium.
L'expression C Equiv. (équivalent de carbone), dans cette table et dans d'autres qui suivent, indique la valeur obtenue en addition nant la teneur en carbone et le tiers de la te neur en silicium (C Equiv. = C -i- 1/3 Si).
L'influence d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium sur la struc ture d'une fonte particulière désignée dans la table I ci-après par l'appellation alliage N 272 est illustrée aux fig. 1, 2 et 3. La fig. 1 montre la structure d'une pièce coulée de la façon normale, en fonte grise de compo sition déterminée. La fig. 2 montre la struc ture d'une pièce coulée en fonte grise obtenue par coulage sept minutes après l'injection finale d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium.
La fig. 3 montre finalement la structure obtenue par coulage quatorze minu tes après ladite injection. A la fig. 1, on peut voir des paillettes de graphite relativement grandes obtenues dans les pièces coulées nor malement. A la fig. 2, on constate qu'une grande partie du graphite se trouve sous forme nodulaire ou sphéroïdale. A la fig. 3, on voit clairement que l'effet du traitement au car bure a diminué du fait du temps de retenue relativement long, ce temps n'étant que de quatorze minutes dans l'exemple considéré, pour des lots de fonte d'essai de 27,2 kilos.
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Avec des quantités ou lots de fonte considéra bles telles qu'elles sont utilisées pour la pro duction industrielle, on peut attendre plus long temps entre le traitement au carbure et le cou lage sans que cela entraîne une diminution ap préciable de l'efficacité du traitement.
La table II ci-après donne des exemples de fontes sous-eutectiques, leurs compositions et leurs propriétés avant et après traitement. Ces fontes sont traitées avec du carbure de cal cium à l'état finement divisé et avec de l'oxyde de magnésium, soit sous forme d'une garniture basique du récipient d'ans lequel la fonte est contenue à l'état fondu, soit sous forme d'une combinaison de particules de MgO finement divisé et d'une garniture de magnésie pour le dit récipient. Aucun agent d'inoculation au ferro-silicium n'est ajouté.
Un examen microscopique révèle que les fontes traitées présentent des structures de graphite considérablement modifiées par rap port à celles des fontes non traitées correspon dantes.
On a effectué divers essais afin de déter miner l'effet de l'addition de divers pourcen tages d'un agent d'inoculation tardive en com binaison avec le traitement au carbure de cal cium -i- oxyde de magnésium de fontes sur- eutectiques. La table III ci-après comprend des exemples de telles fontes, leurs composi tions et leurs propriétés après traitement, soit seulement au moyen d'un agent d'inoculation connu constitué par du ferro-silicium, soit au moyen de carbure de calcium et d'un agent d'inoculation tardive constitué par du ferro- silicium. Le carbure de calcium est injecté dans le métal fondu contenu dans un four à induction,
tandis que le ferro-silicium est ajouté à la fonte dans une poche, juste avant le coulage. Il est évident que le silicium pour rait aussi être introduit sous d'autres formes, par exemple sous la forme de silicate de cal cium, d'alliage nickel-silicium, de silicium mé tallique et sous d'autres formes analogues.
Une autre forme d'exécution du procédé qui est particulièrement utile pour la produc tion à grande échelle de pièces de fonte sensi blement entièrement nodulaires ou même to- talement nodulaires comprend l'addition d'une faible quantité d'un agent favorisant la for mation de nodules au métal fondu, en plus du carbure de calcium ou du carbure de calcium et de l'oxyde de magnésium. La quantité d'un tel agent ajoutée à la fonte peut être insuffi sante par elle-même pour commander la for mation d'une quantité notable de graphite no dulaire, et la quantité de carbure de calcium utilisée peut également être insuffisante en elle-même pour produire de la fonte coulée notablement nodulaire.
Cependant, la combi naison du traitement au carbure de calcium et de l'addition de l'agent favorisant la formation de nodules susdits est efficace, ainsi qu'on l'a constaté, pour produire de façon régulière une fonte grise principalement ou totalement no dulaire. Le terme agent favorisant la forma tion de nodules est utilisé ici pour désigner des agents qui peuvent provoquer soit directe ment, soit indirectement, la formation de gra phite nodulaire dans les fontes grises. Le car bone non combiné des fontes ainsi traitées se trouve généralement entièrement sous forme nodulaire ou sphéroïdale, sans qu'il soit néces saire d'avoir recours à aucun traitement ther mique. Des expériences ont montré que l'agent favorisant la formation de nodules peut être ajouté ou injecté dans le métal fondu pendant ou après l'injection de carbure de calcium.
Un exemple d'un tel agent est le magnésium. Ce pendant, l'introduction de magnésium sous forme de métal pur dans la fonte à l'état fondu n'est pas pratique, ainsi que cela est bien connu des gens de métier. A cause de son point d'ébullition relativement bas et de son haut degré de réactivité, des pertes notables se pro duisent lorsque du magnésium pur est introduit de la façon ordinaire dans un bain de fonte à l'état fondu.
Pour cette raison, on préfère ajouter le magnésium sous forme d'un alliage, tel, par exemple, qu'un alliage comprenant en- viron 15 % de magnésium, 35 % de nickel, 10 0/0 de cuivre,
25 % de silicium et 15 0/0 de fer. On peut traiter de la fonte de fer à l'état fondu avec des quantités de magnésium suffisantes pour obtenir, dans la fonte coulée finalement produite, une teneur résiduelle de
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magnésium supérieure à environ 0,04 0/0, afin d'obtenir un produit nodulaire.
Cependant, l'utilisation de magnésium seul serait beaucoup plus coûteuse que l'utilisation de magnésium en combinaison avec un traitement au carbure de calcium conformément à l'invention. De plus, un tel traitement combiné au carbure de calcium et au magnésium permet d'obtenir des résultats améliorés et la teneur en magnésium du produit nodulaire final peut être maintenue plus basse que lorsque la fonte est uniquement traitée avec du magnésium.
La table IV ci-après est relative à un jeu de fournées de fontes sureutectiques et montre les compositions de ces fontes et leurs proprié tés physiques et mécaniques à l'état coulé, avant et après traitement au magnésium (1), au carbure de calcium (2) et au carbure de calcium et au magnésium (3). Le magnésium est ajouté sous la forme de l'alliage d'écrit ci- dessus. Les résultats du traitement au magné sium seul montrent les avantages économiques du traitement combiné au carbure de calcium et au magnésium.
Un examen microscopique des structures des fontes traitées révèle une modification con sidérable comparativement aux fontes non traitées correspondantes, spécialement en ce qui concerne le carbone non combiné. Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 4, une fonte non traitée typique utilisée dans les exemples pré cédents présente de relativement grandes pail lettes de graphite.
Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 5, l'alliage No 3814 traité avec une com binaison de carbure de calcium et de magné sium est pratiquement exempt de toute pail lette de graphite et présente du graphite sous une forme sensiblement 100 % nodulaire. La résistance à la traction des fontes traitées avec une telle combinaison de matériaux présente un accroissement de 372'% à 486
% par rap- port à la résistance à la traction des fontes non traitées de même composition, c'est-à-dire un accroissement de résistance compris entre 3840 et 4260 kg/cm2.
En utilisant des fontes présentant sensible ment les mêmes compositions que celles indi quées dans la table IV précédente, on a effec- tué plusieurs essais dans lesquels le gaz por teur était soit de l'argon; soit du dioxyde de carbone. Les produits obtenus et leurs proprié tés sont analogues à ceux obtenus avec de l'azote comme gaz porteur, à condition que les autres conditions de traitement soient les mêmes. Le gaz utilisé pour l'injection de car bure de calcium dans le procédé ci-dessus est de préférence un gaz sensiblement inerte par rapport au métal traité.
Ce gaz ne doit pas réagir de façon appréciable ou nuisible, d'une manière qui pourrait modifier ou changer dé favorablement les conditions idéales d'amé lioration et de nodulisation.
Des expériences effectuées avec du magné sium ajouté sous forme d'un alliage contenant approximativement 15% de magnésium, 65 0/0 de silicium et 20 % de fer, sensiblement dans les mêmes conditions,
ont donné des résultats à peu près équivalents à ceux obtenus en uti lisant l'alliage décrit ci-dessus et contenant ap- proximativement 15 % de magnésium, 35 % de nickel, 10 % de cuivre,
25 % de silicium et 15 '% de fer.
On a constaté qu'une quantité relative ment faible de magnésium additionnel incor poré dans la fonte à l'état fondu assure la re productibilité des résultats et la production de pièces présentant une structure de graphite sensiblement entièrement nodulaire. L'étendue de la formation nodulaire peut être comman dée au moyen de la quantité de magnésium introduite. La table V ci-après comprend des exemples de fontes sureutectiques, de leurs compositions et de leurs propriétés physiques et mécaniques à l'état coulé, aussi bien avant qu'après traitement avec du magnésium (1), avec du carbure de calcium et de l'oxyde de magnésium (2) et avec du carbure de calcium, de l'oxyde de magnésium et du magnésium (3).
Le magnésium est ajouté sous la forme du même alliage que dans les essais correspondant à la table IV.
La fig. 6 représente la microstructure de l'alliage 3834. Elle révèle que la pièce coulée obtenue à partir de cet alliage est en fonte principalement nodulaire présentant une ma trice perlitico-ferritique.
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On peut utiliser d'autres agents favorisant la formation de nodules, au lieu du magnésium ajouté de la façon indiqué à la table IV ou en plus de ce magnésium.
Par exemple, on peut utiliser des métaux des terres rares, des allia ges de ces métaux ou des composés ou mélan ges de tels métaux, notamment des alliages de lanthane et des métaux des terres rares du même groupe que le lanthane ou des mélanges d'oxydes desdits métaux. La table VI ci-après est relative à des fournées de fontes sureutec- tiques et indique les compositions de ces fon tes et leurs propriétés physiques et mécaniques à l'état coulé, avec et sans traitement combiné au moyen de carbure de calcium, d'oxyde de magnésium et de composés de métaux des ter res rares.
La résistance à la traction finale de la fonte traitée (alliage No 4376) est augmentée de 400 % par rapport à celle d'une fonte de même composition non traitée.
La microstructure de cet alliage est repré sentée à la fig. 7. La structure d'une pièce coulée est sensiblement nodulaire.
Il n'est pas nécessaire que l'oxyde de ma gnésium soit utilisé dans le traitement com biné au carbure de calcium et à l'oxyde de métal des terres rares. En traitant des fontes présentant sensiblement les mêmes composi tions que celles des fontes de la table VI pré cédente, mais en n'utilisant que du carbure de calcium et des oxydes de métaux des terres rares comme agents de traitement, on a obtenu des résultats sensiblement semblables.
Le procédé spécifié permet non seulement d'utiliser des quantités extrêmement faibles d'agents favorisant la nodulisation constitués par des métaux des terres rares, mais égale ment d'utiliser ces métaux sous leur forme peu coûteuse et facile à obtenir d'oxydes. Des es sais ont montré que, lorsque des oxydes de métaux des terres rares sont injectés seuls et non accompagnés de carbure de calcium et d'autres agents, ils sont relativement peu effi caces.
On croit que, lors du traitement combiné au moyen de carbure de calcium et d'oxyde de métal des terres rares, le carbure réduit l'oxyde et libère le métal des terres rares qui participe alors au traitement combiné pour former une fonte améliorée on nodulaire. Ainsi, le métal des terres rares lui-même pour rait être utilisé, si on le désirait, en combinai son avec le carbure de calcium, pour effectuer le traitement combiné.
De très petites quantités d'oxydes de métaux des terres rares sont suf fisantes dans le traitement combiné et, sem- blablement, de très petites quantités de métaux des terres rares sont suffisantes lorsqu'elles sont utilisées en combinaison avec du carbure de calcium. Ces quantités sont insuffisantes en elles-mêmes pour commander la formation d'une quantité significative de graphite nodu laire ou pour commander une amélioration ap préciable de la fonte.
Lorsqu'ils sont utilisés sous forme de com posé réductible ou d'oxyde, les agents favori sant la formation de nodules sont de préférence injectés en même temps que le carbure de cal cium, à l'état finement divisé, et ils peuvent être mélangés au carbure de calcium à l'état finement divisé. Lorsqu'ils sont utilisés sous forme d'éléments - ou sous forme métallique, lesdits agents sont de préférence ajoutés au métal fondu, soit en même temps qu'on effec tue l'injection de carbure de calcium, soit juste après, et ils peuvent être injectés à l'état fine ment divisé et peuvent également être mélan gés au carbure de calcium à l'état finement divisé.
Les oxydes de métaux des terres rares uti lisés pour la mise en oeuvre du procédé spéci fié sont probablement réduits par le carbure de calcium injecté aux températures normales de fonte comprises entre<B>1050</B> et 1275 C des bains de fonte, de manière à libérer du cérium, du lanthane et d'autres métaux des terres rares.
Bien au contraire, l'oxyde de magnésium est un oxyde réfractaire et n'est par conséquent pas aussi facilement réduit par le carbure de calcium injecté aux températures du bain, et cela peut être une des raisons pour lesquelles il n'est pas aussi efficace que les oxydes des métaux des terres rares dans un traitement combiné et pour des buts de nodulisation.
EMI0014.0001
Les données contenues dans les tables pré cédentes ont été obtenues sur des échantillons d'essais tels que des barres témoins ou éprou vettes et des tins coulés dans des moules de sable sec.
La fonte a été fondue et traitée par injection, par fournées d'environ 182 kilos, dans un four à induction. Des additions ont été effectuées, dans certains cas, directement dans le métal fondu se trouvant dans le four et, dans d'autres cas, au métal se trouvant dans une poche à partir de laquelle ce métal a ensuite été versé dans les moules.
La table VII ci-après fournit une compa raison entre les propriétés dé produits coulés à partir d'un même bain de fonte grise sureutec- tique fondue, après traitement au carbure selon l'une des formes d'exécution du procédé décri tes ci-dessus, ces produits étant coulés, soit dans un moule de sable et sans traitement thermique subséquent (a), soit dans un moule en coquille et ensuite soumis à un traitement thermique ou recuit. Les compositions des différents bains tels que 3762, 3792, etc., sont légèrement dif férentes, mais sont toutes dans le domaine des compositions indiquées ci-dessous pour le pro duit coulé.
Les différentes formes d'exécution du traitement au carbure indiquées dans la table VII sont les suivantes : carbure de cal cium seul (1), carbure de calcium et oxyde de magnésium (2), carbure de calcium, magné sium et oxyde de magnésium (3), carbure de calcium et magnésium (4), et carbure de cal cium, oxyde de magnésium et Mélange d'oxydes de métaux des terres rares men tionné ci-dessus (5).
Les résistances à la trac tion et les duretés des fontes ainsi traitées au carbure sont données aussi bien pour des pro duits coulés dans des moules de sable sec et non soumis à un traitement thermique subsé quent que pour des produits coulés dans des moules en coquille ou de graphite et subsé quemment traités thermiquement. Dans tous les cas,
on a ajouté à chaque alliage un agent d'inoculation tardive constitué par du ferro- silicium. Les compositions des fontes à l'état coulé sont telles qu'elles sont toutes comprises dans les limites suivantes :
3,4 à 3,9 % de carbone, 2,4 à 3,2 % de silicium, 1,8 à 2,6 0/0 de manganèse, 0,01 à 0,05% de phosphore, et moins de 0,005 0/0 de soufre, le reste étant sensiblement totalement constitué par du fer.
A l'état non traité et coulé dans des moules de sable, le traitement au carbure et le traitement thermique ayant tous deux été omis, ces fontes présentent des résistances à la traction com prises entre 702 et 1122 kg/cm2 et des nom bres de dureté Brinell compris entre 75 et 95. Lorsqu'elles sont coulées dans un moule en coquille selon le procédé de de Lavaud, les mêmes fontes non traitées au carbure, mais ayant subi un traitement thermique, présen tent des résistances à la traction comprises entre 1405 et 1755 kg/cm2 environ.
Les divers produits traités thermiquement indiqués dans la table VII ci-dessus sont coulés dans des moules en graphite et sont des éprou vettes de section carrée de 15,9 mm de côté. Les pièces coulées blanches ou trempées ainsi obtenues sont ensuite recuites par chauf fage dans un four jusqu'à une température comprise entre 740 et 765o C. Elles sont en suite maintenues à cette température pendant environ une heure et demie et subséquemment refroidies jusqu'à environ 6500 C.
Elles sont maintenues à cette température réduite pendant environ une heure et quart et elles sont ensuite refroidies jusqu'à 5650 C à une vitesse ne dé passant pas environ 440 C par heure. Les piè ces coulées sont maintenues à 5650 C pendant environ une heure et demie et sont ensuite re froidies jusqu'à 4300 C et maintenues à cette température pendant environ une heure, après quoi elles sont refroidies jusqu'à la tempéra ture ambiante au moyen d'air.
Les produits indiqués dans la table VII ci- dessus et n'ayant pas subi de traitement ther mique sont coulés sous forme de tins ordi naires. La fig. 8 montre la microstructure de l'al liage No 3834, soit d'un produit en fonte grise recuit de la manière décrite ci-dessus. Avant le coulage, la fonte est traitée au carbure de cal cium, à l'oxyde de magnésium et au magné sium.
La fig. 8 montre que, sensiblement, tout le carbone non combiné se trouve sous forme
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<I>TABLE <SEP> V11</I>
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<tb> 3762 <SEP> 13,6 <SEP> 4,55 <SEP> 2110 <SEP> 128 <SEP> 1.0
<tb> 3762 <SEP> <SEP> <SEP> 3990 <SEP> 149 <SEP> 7.1
<tb> 3792 <SEP> <SEP> <SEP> 2690 <SEP> 143 <SEP> 2.0
<tb> 3792 <SEP> <SEP> <SEP> 3890 <SEP> 159 <SEP> 5.0
<tb> 3802 <SEP> 27,2 <SEP> <SEP> 2760 <SEP> 129 <SEP> 2.0
<tb> 3802 <SEP> <SEP> <SEP> 4370 <SEP> 149 <SEP> 10.1
<tb> 38l3 <SEP> 13,6 <SEP> 13,
6 <SEP> 2940 <SEP> 167 <SEP> 1.5 <SEP> 2.0
<tb> 3813 <SEP> <SEP> <SEP> 5150 <SEP> 2l.4
<tb> 3913 <SEP> <SEP> <SEP> 2855 <SEP> 134 <SEP> 1.0
<tb> 3913 <SEP> <SEP> <SEP> 5090 <SEP> 159 <SEP> 16.0 <SEP> 17.6
<tb> 3933 <SEP> <SEP> <SEP> 2810 <SEP> 137 <SEP> 9.5 <SEP> 7.3
<tb> 3933 <SEP> <SEP> <SEP> 5060 <SEP> 154 <SEP> 18.0 <SEP> 18.0
<tb> 4364 <SEP> 6,8 <SEP> 2,27 <SEP> 4,55 <SEP> 1750 <SEP> 111 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 4364 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 3925 <SEP> 129 <SEP> 6.4 <SEP> 6.0
<tb> 436E <SEP> <SEP> <SEP> 18,2 <SEP> 4565 <SEP> l79 <SEP> 2.0 <SEP> 3.5
<tb> 4366 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5580 <SEP> l65 <SEP> 9.3 <SEP> 11.0
<tb> 3943 <SEP> 4,55 <SEP> 13,6 <SEP> 3315 <SEP> 146
<tb> 3943 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5200 <SEP> 159 <SEP> 17.0 <SEP> 16.0
<tb> 4403 <SEP> <SEP> 2,
27 <SEP> <SEP> 2625 <SEP> 142 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 4403 <SEP> <SEP> <SEP> 4700 <SEP> 148 <SEP> 18.8 <SEP> 20.0
<tb> 3834 <SEP> 13,6 <SEP> 2,27 <SEP> 4,55 <SEP> 11,8 <SEP> 4560 <SEP> 174 <SEP> 6.5
<tb> 3834 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5530 <SEP> 171 <SEP> 10.0 <SEP> 18.0
<tb> 3944 <SEP> <SEP> 4,55 <SEP> <SEP> <SEP> 4250 <SEP> 167 <SEP> 4.5 <SEP> 3.0
<tb> 3944 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5270 <SEP> 165 <SEP> 17.0 <SEP> 24.0
<tb> 3814 <SEP> 13,6 <SEP> 9,1 <SEP> 9,
1 <SEP> 5140 <SEP> 187 <SEP> 8.0 <SEP> 5.1
<tb> 3814 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5085 <SEP> 24.3
<tb> 3914 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 4930 <SEP> 179 <SEP> 7.0 <SEP> 4.8
<tb> 3914 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5360 <SEP> 165 <SEP> 20.0 <SEP> 17.6
<tb> 3934 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 4560 <SEP> 170 <SEP> 6.0 <SEP> 3.0
<tb> 3934 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5255 <SEP> 159 <SEP> 19.0 <SEP> 19.0
<tb> 4432 <SEP> <SEP> 5 <SEP> 0,455 <SEP> <SEP> 13,6 <SEP> 4500 <SEP> 163 <SEP> 6.1 <SEP> 7.5
<tb> 4432 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5130 <SEP> 159 <SEP> 11.1 <SEP> 13.0 nodulaire. La matrice de sa microstructure est principalement ferritique.
Le traitement thermique que comprend la dernière forme d'exécution du procédé décrite fournit des produits dans lesquels le carbone non combiné se trouve principalement ou sen siblement totalement sous forme de nodules qui sont bien répartis, uniformes, réguliers et assez denses. En comparant la fig. 8 à la fig. 6, on remarque que la pièce coulée dans un moule de sable est partiellement nodulaire, tandis que la pièce coulée et trempée, et sub séquemment recuite, est entièrement nodulaire.
On a constaté qu'une relativement faible quantité de chrome ajoutée à de la fonte trai tée au carbure de calcium permet d'obtenir des produits peu coûteux et présentant des carac téristiques avantageuses. Le chrome est un puissant agent pour la formation de carbure et intensifie les tendances de la fonte grise à être trempée lors de son coulage. Dans bien des cas, et particulièrement pour la fabrication de pièces coulées de section mince, cela est dés avantageux. Cependant, lorsque du chrome est utilisé en combinaison avec un traitement au carbure, les produits obtenus sont des pièces de fonte de haute qualité et peu coûteuse pré sentant une dureté étonnamment faible et une faible profondeur de trempe.
Dans une appli cation particulière du procédé décrit, on forme un bain de fonte sous-eutectique contenant en- viron 3,5,% de carbone, 1,9 % de silicium, 0,07 % de soufre, le reste étant sensiblement totalement constitué par du fer.
Cette fonte non traitée présente une résistance à la trac tion d'environ 2390 kg/cm2, un nombre de du reté Brinell de 187, et une profondeur de trempe d'environ 9,5 mm. En traitant cette fonte avec environ 3,63 kilos de carbure de calcium par tonne de métal traité et en ajou tant environ 5,44 kilos de chrome par tonne de métal, on obtient une fonte contenant en- viron 0,
02 % de soufre et présentant une ré- sistance à la traction d'environ 3160 kg/cm2, le même nombre de dureté Brinell de 187, de même que la même profondeur de trempe. Le chrome est relativement bon marché si on le compare à d'autres éléments d'alliage, et le traitement combiné au carbure de calcium et au chrome fournit des pièces coulées en fonte présentant des propriétés même supérieures à celles obtenues jusqu'ici grâce à l'utilisation d'éléments d'alliage extrêmement chers.
On a constaté que le traitement des fon tes au moyen de carbure de calcium ou au moyen de carbure et d'un agent favorisant la nodulisation dans le but d'obtenir des proprié tés améliorées ne dépend pas d'une tempéra ture critique quelconque du métal fondu. Ainsi qu'on l'a dit ci-dessus, on peut effectuer le traitement aux températures de fonte norma les. Le carbure de calcium n'affecte pas la tem pérature du métal de façon défavorable, de sorte qu'on obtient de bons résultats tant que ladite température est satisfaisante avant le traitement, du point de vue du processus nor mal de fonte et de coulage et pour une opéra tion de coulage donnée.
Bien qu'on n'ait pu établir de façon univoque que le traitement au carbure fournit de la chaleur au métal fondu, on ne constate en tout cas aucun abaissement de la température comme cela est au contraire le cas lorsqu'on ajoute à la fonte une quantité analogue d'alliages d'addition connus qu'on introduit dans le bain de fonte.
Il est bien connu des gens du métier que si la tempéra ture de coulage est maintenue constante, la fluidité de la fonte grise croît avec sa teneur en carbone jusqu'à ce que la teneur de carbone équivalente atteigne 4,3%. Au-dessus de cette teneur équivalente limite, la fluidité de la fonte décroît.
Dans l'application du procédé spéci fié au traitement de fontes grises au moyen de carbure de calcium, on a constaté que la flui dité de la fonte traitée au carbure est non seu lement supérieure à celle de la fonte non trai tée, mais qu'elle semble encore croître au delà de la concentration de carbone eutectique. Le métal traité est relativement clair, coule libre ment et remplit complètement le moule avant qu'il ne se produise aucune prise ou solidifi cation nuisible à un bon coulage. De façon gé nérale, les propriétés des fontes traitées au car bure de calcium en ce qui concerne les opéra tions de fonderie sont sensiblement améliorées comparées à celles de fontes non traitées de mêmes compositions et aux mêmes tempéra tures.
Dans les exemples précédents comprenant des cas de traitement au moyen de carbure de calcium seul et au moyen de carbure de cal cium et d'agents favorisant la nodulisation, avec addition subséquente de ferro-silicium, les produits coulés obtenus contiennent une trace ou une quantité résiduelle de calcium ne dépassant pas 0,0l0/0.
Diverses analyses spectrographiques d'articles de fabrication cou lés ont révélé une teneur de calcium de 0,005 % au plus. Dans les exemples de trai- tement au carbure de calcium et à l'oxyde de magnésium seuls, soit avec, soit sans inocula tion de ferro-silicium,
les produits coulés con tiennent une quantité résiduelle de calcium ne dépassant pas 0,01 % et une quantité résiduelle de magnésium au plus égale à 0,
01 %. Des analyses spectrographiques de quelques-uns des articles ainsi produits ont révélé une te neur résiduelle de calcium au plus égale à 0,005 % et une teneur résiduelle de magné- sium de 0,
01 % tout au plus. Au moyen du traitement combiné au carbure de calcium et au magnésium, on peut obtenir des produits coulés sensiblement complètement nodulaires et présentant une teneur résiduelle de magné- sium inférieure à 0,
04 %. On peut également obtenir des produits principalement nodulai res présentant une teneur résiduelle de magné sium inférieure à 0,02 0/0 ou encore des pro duits améliorés et partiellement nodulaires de haute qualité présentant une teneur résiduelle de magnésium inférieure à 0,01 %. Au moyen du traitement combiné au carbure de calcium et aux métaux des terres rares,
on peut obtenir des produits coulés sensiblement entièrement nodulaires ou principalement nodulaires ne contenant pas de magnésium, et la quantité résiduelle de métaux des terres rares est si faible qu'elle ne peut être décelée dans les pro duits coulés, au moyen des procédés d'analyse ordinaires.
Pour obtenir les meilleurs résultats possi bles, on a constaté que les particules de car bure de calcium doivent être assez fines pour passer à travers les ouvertures carrées de 1,651 mm de côté d'un tamis de dix mailles et qu'au moins 50 % de la quantité totale de car- bure doit être formée de particules assez fines pour passer à travers les ouvertures carrées de 0,
295 mm de côté d'un tamis de quarante- huit mailles. La quantité de carbure injectée doit être comprise entre 0,68 et 68 kilos de carbure par tonne de métal fondu traité et, de préférence, pour des bains de fonte com merciale typique, la quantité de carbure in jectée doit être comprise entre 2,27 et 34 kilos de carbure par tonne de métal traité.
Le plus important des éléments générale ment présents dans les bains de fonte et affec tant le traitement au carbure de calcium est le soufre. Par bonheur, le carbure de calcium est un agent efficace de désulfurisation, ainsi que cela a été décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 2577764 cité ci-dessus. Le même procédé d'introduction du carbure de calcium peut être utilisé pour enlever le soufre contenu dans un bain de fonte et pour modifier la structure de la fonte à l'état coulé, de manière à améliorer ses propriétés.
Ainsi, si la teneur en soufre du bain est élevée, la quantité de carbure utilisée pour améliorer la fonte peut être augmentée au delà de celle utilisée lorsque la teneur en soufre du bain est faible. Les exemples Nos 309 et 3091 ci-dessus montrent comment la teneur en soufre est di minuée et comment une amélioration est ob tenue par injection de carbure.
Lorsque de l'oxyde de magnésium est in troduit dans le bain avec le carbure de cal- cium, cet oxyde peut constituer de 1 à 40 % du mélange de carbure de calcium et d'oxyde.
Le procédé spécifié est en particulier appli cable aux fontes grises qui, lorsqu'elles sont coulées normalement dans des moules en sa ble, prennent une structure dans laquelle le graphite se présente sous la forme typique de paillettes et qui comprennent plus de 90 % de fer, de 1,7 à 4,5 % de carbone,
de 1 à 3,5 % de silicium, de 0,1 à 1 % de manganèse, en- viron 1% de phosphore au maximum et du soufre.
On peut également obtenir des résultats favorables en appliquant ce procédé au trai tement d'autres fontes, par exemple de fontes contenant plus de 85 % de fer, de 1,7 à 4,5 % de carbone, de 0,2 à 4 % de silicium,
jusqu'à 1 % de phosphore et du soufre, avec ou sans addition d'un ou de plusieurs éléments d'al liage tels que les suivants et cela dans les limi- tes indiquées :
0,2 à 2 % de chrome, 0,5 à 2 % de nickel, 0,25 à 1 % de molybdène, 0,3 à 1 % de cuivre, 0,05 à 0,2 % de vanadium,
jusqu'à 0,19/o de magnésium, et 0,15 à 2 0/0 de manganèse.