Procédé pour la production de fonte de fer nodulaire La présente invention se rapporte à un procédé pour la production de fonte de fer nodulaire, c'est-à-dire d'une fonte dans la quelle le graphite est en quantité notable sous forme compacte de nodules, qui peuvent être plus ou moins sphértiidaux.
Dans la fonte grise ordinaire, le graphite se trouve sous forme de paillettes assez 6ten- dues, qui interrompent de façon préjudiciable la continuité de la matrice de fer, et confèrent de ce fait à la fonte certaines propriétés indé sirables, en la rendant cassante et en amoin drissant sa ductilité et sa résistance à la trac tion. On a déjà cherché à améliorer les pro priétés de cette fonte en la traitant de façon qu'une partie notable de son graphite se trou ve sous forme plus compacte de .nodules.
Dans un brevet de la titulaire, on atteint ce but en traitant la fonte en fusion avec du car bure de calcium que l'on injecte dans la fonte à l'état fondu, à l'aide d'un gaz porteur, à une distance notable au-dessous de sa surface. La présente invention se rapporte à un procédé pour la production de fonte nodulaire, dans lequel on combine avec l'action du carbure de calcium celle d'un agent favorisant la forma tion de nodules.
Ce procédé, dans lequel on produit tout d'abord de la fonte de fer à l'état fondu con- tenant -au moins 85 % de fer, de 1,7 à 4,5 % de carbone et de 0,2 à 4'% de silicium,
et qui, à l'état coulé, contiendrait normalement du carbone sous la forme typique de paillettes de graphite, est caractérisé en ce qu'on traite la dite fonte avec du carbure de calcium, en ce qu'on introduit également, dans cette fonte à l'état fondu, un agent favorisant la formation de nodules,
en quantité insuffisante pour assu rer par lui-même la présence dans le produit coulé obtenu à partir de cette fonte d'une quantité notable de graphite nodulaire, et en ce qu'on coule le métal traité avec ledit car bure de calcium et avec ledit -agent de noduli- sation pour obtenir des produits coulés conte- nant une quantité notable de graphite nodu laire.
Ces derniers présentent des propriétés physiques et mécaniques nettement améliorées par rapport à celles de produits obtenus à par tir de fonte de même composition mais n'ayant pas subi de -traitement au carbure et à l'agent de nodulisation.
L'invention se rapporte aussi au produit coulé obtenu par ce procédé.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ples, la structure microscopique de quelques fontes ordinaires et de diverses formes d'exé cution de pièces de fonte obtenues par le pro cédé selon l'invention. La fig. 1 est une reproduction d'une micro photographie montrant la forme en paillettes du carbone non combiné dans une section po lie et corrodée d'une pièce de fonte grise or dinaire, obtenue de façon normale par cou lage.
La fi-. 2 est une reproduction analogue d'une section d'une pièce faims d'une fonte traitée 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 sa ble,
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 ma trice 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 in jection de l'agent de traitement. La matière \.coulée contient principalement de relative ment grandes paillettes de graphite et environ 5 % de graphite sous forme sphéroïdale ou nodulaire dans une matrice de ferrite.
La fig. 4 est une reproduction analogue aux précédentes, avec un agrandissement 2 1/2 fois plus grand, montrant du carbone non combiné sous forme de paillettes que présente une section polie et corrodée d'une pièce en fonte grise telle que celle dont une section est représentée à la fig. 1 et comme on l'ob tient normalement par coulage, la fonte utili sée étant cependant d'une composition légè rement 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 partir d'une fonte traitée au moyen de car bure de calcium et de magnésium, avant cou lage, la fonte originale utilisée présentant, avant traitement, sensiblement la même com position 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 une section non cor rodée 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 magnésium, la fonte utilisée pour faire 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. 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 composi tion 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 sec tion 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 représen tée à la fig. 6 et de même composition que cette fonte, ladite pièce ayant cependant été coulée en coquille et recuite.
De préférence, le carbure de calcium, mé langé ou non avec l'agent favorisant la for mation de nodules, est injecté dans le bain de ladite fonte à l'état fondu à une distance no table au-dessous de la surface de ce bain et avec un gaz porteur utilisé en quantité tout au plus égale à<B>125</B> litres de gaz à la température et à la pression normales par kilo de carbure injecté, et on coule ensuite promptement 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 obtenir des produits coulés contenant une quantité notable de graphite nodulaire, de manière que les propriétés physiques desdits produits coulés obtenus soient notablement améliorées par rapport à celles de produits obtenus à partir de fonte de même composi tion mais n'ayant pas subi de traitement au carbure.
La quantité de carbure de calcium utilisée peut "être à elle seule insuffisante pour com mander la formation dans les produits coulés obtenus, d'une quantité notable de graphite nodulaire ; il en est de même pour l'agent ,de nodulisation. Leur combinaison est efficace pour produire de façon régulière une fonte grise principalement ou totalement nodulaire. La quantité de carbure peut être comprise par exemple entre 2,27 et 34 kg par tonne de fonte de fer.
Par le terme agent favorisant la forma tion de nodules on désigne ici des agents qui peuvent provoquer, soit directement, soit in directement, la formation de graphite nodu laire dans les fontes grises. Le carbone non combiné ou libre des fontes ainsi traitées peut se trouver entièrement ou presque entièrement sous forme nodulaire ou sphéroïdale, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à un trai tement thermique si la fonte n'est pas refroidie trop brusquement. Des expériences ont mon tré que l'agent favorisant la formation de no dules peut être ajouté ou injecté dans le mé tal fondu pendant ou après l'injection du car bure de calcium.
L'oxyde de magnésium peut être employé comme agent favorisant la formation de no dules ; il est cependant relativement peu ac tif. Il peut être ajouté partiellement ou dans sa totalité par utilisation de cet oxyde pour former une garniture basique ou à base de ma gnésie pour le récipient dans lequel le bain de fonte à l'état fondu est maintenu pendant l'injection de carbure.
La table I ci-dessous contient des exemples de fontes sur-eutectiques, leurs compositions et leurs propriétés physiques et mécaniques avant et après traitement au moyen d'un mé lange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium.
C Equiv. dans les tableaux ci-dessous désigne l'équivalent de carbone et correspond, dans le cas des alliages fer - carbone - silicium, à la somme du pourcentage en poids du car bone et de 1/3 du pourcentage en poids du silicium, ou, exprimé algébriquement C Equiv. = C -f- 1/3 Si Dans .le cas des alliages contenant du phos phore,
l'équivalent de carbone est donné par l'équation C Equiv. = C -I- 1/3 (Si -I- P) <I>C, Si</I> et P désignant respectivement les pour centages de carbone, de silicium et de phos phore.
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 1 ci-dessus par l'appellation alliage No 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 com position déterminée.
La fig. 2 montre la struc ture d'une pièce coulée en fonte grise obtenue par coulage sept minutes après l'injection fi nale d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium. La fig. 3 montre fi nalement la structure obtenue par coulage quatorze minutes après ladite injection.
A la fi-. 1, on peut voir des paillettes de graphite relativement grandes obtenues dans les pièces coulées normalement. 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 traite ment au carbure a diminué du fait du temps de retenue relativement long, ce temps n'étant que de quatorze minutes dans l'exemple con sidéré, pour des lots de fonte d'essai de 27,2 kilos. Avec des quantités ou lots de fonte con sidérables telles qu'elles sont utilisées pour la production industrielle, on peut attendre plus longtemps entre le traitement au carbure et le coulage sans que cela entraîne une diminu tion appréciable de l'efficacité du traitement.
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iuiug <SEP> u <SEP> mol La table II ci-dessous donne des exemples de fontes sous-eutectiques, leurs compositions et leurs propriétés avant et après traitement. Ces fontes sont traitées avec du carbure de calcium à l'état finement divisé et avec de l'oxyde de magnésium, soit sous forme d'une garniture basique du récipient dans 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 magné sie pour ledit récipient.
Aucun agent d'inocu lation de 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 pour centages d'un agent d'inoculation tardive en combinaison avec le traitement au carbure de calcium -I- oxyde de magnésium de fontes sur- eutectiques. La table III ci-dessous 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-si- licium. Le carbure de calcium est injecté dans le métal fondu contenu dans un four à in duction tandis que le ferro-silicium est ajouté à la fonte dans une poche, juste avant le cou lage.
Il est évident que le silicium pourrait aussi être introduit sous d'autres formes, par exemple sous la forme de silicate de calcium, d'alliage nickel-silicium, de silicium métallique et sous d',autres formes analogues.
Pour la production à grande échelle de pièces de fonte sensiblement entièrement no dulaires ou même totalement nodulaires, on peut employer en plus ou à la place de l'oxyde de magnésium, un autre agent de nodulisation. Un exemple d'un tel agent est le magnésium. Cependant, l'introduction de magnésium sous forme de métal pur dans 1a fonte à l'ébat fon du 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 produisent 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 compre- nant environ 15 % de magnésium,
35 % de nickel, 10 % de cuivre, 25 % de silicium et 15 % de fer. Selon des moyens connus,
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 magnésium supérieure à environ 0,04 %, afin d'obtenir un produit nodulaire.
Cependant, l'utilisation de magnésium seul est beaucoup plus coû teuse que l'utilisation de magnésium en com binaison avec un traitement au carbure de calcium selon le procédé spécifié. De plus, un tel traitement combiné au carbure de calcium et au magnésium permet d'obtenir des résul tats 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-dessous est relative à un jeu de fournées de fontes sur-eutectiques et monture les compositions de ces fontes et leurs propriétés physiques et mécaniques à l'état coulé, - avant et après traitement au magné sium (1), au carbure de calcium (2) et au car bure de calcium et au magnésium (3). Le ma gnésium est ajouté sous la forme de Fia, Mage décrit ci-dessus.
Les résultats du traitement au magnésium seul montrent les avantages économiques du traitement combiné au car bure de calcium et au magnésium.
Un examen microscopique des structures des fontes traitées révèle une modification considérable comparativement aux fontes non traités 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
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En utilisant des fontes présentant sensible ment les mêmes compositions que celles indi quées dans la table IV précédente, on a ef fectué plusieurs essais dans lesquels le gaz porteur était soit de l'argon, soit du dioxyde de carbone. Les produits obtenus et leurs pro priétés 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 ma gnésium ajouté sous forme d'un alliage conte- nant approximativement 15 % de magnésium, 65 % de silicium, et 20 % de fer, sensible- ment dans les mêmes conditions,
ont donné des résultats à peu près équivalents à ceux ob tenus en utilisant l'alliage décrit ci-dessus et contenant approximativement 15 /o de ma- gnésium, 35 % de nickel, 10 '% de cuivre,
25 % de silicium et 15 % de fer.
On a trouvé qu'une quantité relativement faible de magnésium additionnel incorporé dnas la fonte à l'état fondu assure la reproduc tibilité des résultats et la production de pièces présentant une structure de graphite sensible ment entièrement nodulaire.
L'étendue de la formation nodulaire peut être commandée au moyen de la .quantité de magnésium introduite. La table V ci-dessous comprend des exemples de fontes sur-eutectiques, de leurs composi- tions et de leurs propriétés physiques et mé caniques à l'état coulé, aussi bien avant qu'a près traitement avec du magnésium (1), avec du carbure de calcium et de l'oxyde de magné sium (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.
On peut utiliser d'autres agents favori- sant la formation de nodules, au lieu du ma gnésium ajouté de la façon indiquée à la table IV ou en plus de ce magnésium. Par exemple, on peut utiliser des métaux des terres rares, des alliages de ces métaux ou des composés ou mélanges 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-dessous est relative à des fournées de fontes sur-eutectiques et indique les compo sitions de ces fontes et leurs propriétés phy siques et mécaniques à l'état coulé, avec et sans traitement combiné au moyen de car bure de calcium, d'oxyde de magnésium et de composés de métaux des terres rares.
La résistance à la traction finale de la fonte traitée (alliage N 4373) 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 combiné au carbure de calcium et à l'oxyde de métal des terres rares. En traitant des fontes pré sentant sensiblement les mêmes compositions que celles des fontes de la table VI précédente 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 résul tats sensiblement semblables.
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Des essais 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 ef ficaces.
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 ou nodulaire. Ainsi le métal des terres rares lui-même pourrait être utilisé, si on le désirait, en combinaison 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, sembla- blement, 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 forma tion d'une quantité significative de graphite nodulaire ou pour commander une améliora tion appréciable de la fonte.
Lorsqu'ils sont utilisés sous forme de com posé réductible ou d'oxyde, les agents favo risant la formation de nodules sont de préfé rence injectés en même temps que le carbure de calcium, 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 métalli que, lesdits agents sont de préférence ajoutés au métal fondu, soit en même temps qu'on ef- fectue l'injection de carbure de calcium, soit juste après, et ils peuvent être injectés à l'état finement divisé et peuvent également être mé langés 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 1050 et 12750 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 ma gnésium 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 nodu- lisation.
Les données contenues dans les tables pré cédentes ont été obtenues sur des échantil lons d'essais tels que des barres témoins ou éprouvettes et des tins coulés dans des mou les de sable sec. La fonte a été fondue et trai tée par injection, par fournées d'environ<B>182</B> kilos, dans un four à induction. Des additions ont été effectuées, dans certains cas directe ment dans le métal fondu se trouvant dans le four et, dans d'autres cas, au métal se trou vant dans une poche à partir de laquelle ce métal a ensuite été versé dans les moules.
La table VII ci-dessous fournit une compa raison entre les propriétés de produits coulés à partir d'un même bain de fonte grise sur eutectique fondue, après traitement au carbure selon l'une des formes d'exécution du procédé décrites 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 376 , 3792, etc., sont légèrement différentes mais sont toutes dans le domaine des compositions indiquées ci-des sous pour le produit coulé.
Les différentes formes d'exécution du traitement au carbure indiquées dans la table VII sont les suivantes carbure de calcium seul (1), carbure de cal cium et oxyde de magnésium (2), carbure de calcium, magnésium et oxyde de magnésium (3), carbure de calcium et magnésium (4), et carbure de calcium, oxyde de magnésium et Mélange d'oxydes de métaux des terres ra-
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1 <SEP> 5140 <SEP> 187 <SEP> 8.0 <SEP> 5.1
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<tb> 3934 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5255 <SEP> 159 <SEP> 19.0 <SEP> 19.0
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<tb> 4432 <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5130 <SEP> 159 <SEP> 11.1 <SEP> 13.0 res p mentionné ci-dessus (5).
.Les résistances à la traction et les duretés des fontes ainsi trai tées au carbure sont données aussi bien pour des produits coulés dans des moules de sable sec et non soumis à un traitement thermique subséquent que pour des produits coulés dans des moules en coquille ou de graphite et sub séquemment 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 '% 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 traite ment thermique ayant tous deux été omis, ces fontes présentent des résistances à la traction comprises entre 702 et 1122 kg/cm2 et des nombres 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 en tre 1405 et 1755 kg/cm2 environ.
Les divers produits traités thermiquement indiqués dans la table VII ci-dessus sont cou lés dans des moules en graphite et sont des éprouvettes de section carrée de<B>15,9</B> mm de côté. Les pièces coulées blanches ou trem pées ainsi obtenues sont ensuite recuites par chauffage dans un four jusqu'à une tempéra ture comprise entre 740 et 765o C. Elles sont ensuite maintenues à cette température pen dant environ une heure et demie et subséquem ment refroidies jusqu'à environ 6501, 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 dépassant pas environ 440 C par heure. Les pièces coulées sont maintenues à 565o C pendant environ une heure et demie et sont ensuite refroidies jusqu'à 4300 C et main tenues à cette température pendant environ une heure, :après quoi elles sont refroidies jusqu'à la température 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 calcium, à l'oxyde de magnésium et au ma gnésium. La fig. 8 montre que sensiblement tout le carbone non combiné se trouve sous forme nodulaire. La matrice de sa microstruc- ture 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 mou le de sable est partiellement nodulaire, tandis que la pièce coulée et trempée, et subséquem ment recuite, est entièrement nodulaire.
Dans les exemples précédents comprenant des cas de traitement avec adjonction subsé quente de ferro-silicium, les produits coulés obtenus contiennent une @ trace ou une quantité résiduelle de calcium ne dépassant pas 0,01 0/0.
Diverses analyses spectrographiques d'articles de fabrication coulés ont révélé une teneur de calcium de 0,005 % au plus. Dans les exem- ples de traitement au carbure de calcium et à l'oxyde de magnésium seuls, soit avec soit sans inoculation de ferro-silicium,
les produits coulés contiennent une quantité résiduelle de calcium ne dépassant pas 0,01 '% et une quan- tité résiduelle de magnésium au plus égale à 0,01 0/0.
Des analyses spectrographiques de quelques-uns des articles ainsi produits ont ré vélé une teneur résiduelle de calcium au plus égal à 0,005 % et une teneur résiduelle de magnésium 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 cômplètement nodulaires et présentant une teneur résiduelle de magné- sium inférieure à 0,
04 %. On peut également obtenir des produits principalement nodulaires présentant une teneur résiduelle de magnésium inférieure à 0,
02 % ou encore des produits améliorés et partiellement nodulaires de haute qualité présentant une teneur résiduelle de ma- gnésium 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 fai ble qu'elle ne peut être décelée dans les pro duits coulés au moyen des procédés d7ana- lyse ordinaires.
Pour obtenir les meilleurs résultats possi bles, on a constaté que les particules de car bure de calcium doivent de préférence 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 to- tale de carbure doit de préférence être formée de particules assez fines pour passer à tra vers 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 commerciale typique, la quan tité de carbure injectée 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 No 2577764. 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 amé liorer ses propriétés.
Ainsi, si la teneur en sou fre du bain est élevée, la quantité de carbure utilisée pour améliorer la fonte peut être aug mentée au-delà de celle utilisée lorsque la te neur en soufre du bain est faible. Les exem ples Nos 309 et 3091 ci-dessus montrent com ment la teneur en soufre est diminuée et com ment une amélioration est obtenue par injec tion de carbure.
Lorsque de l'oxyde de magnésium est in troduit dans le bain avec le carbure de calcium, cet oxyde peut constituer de 1 à 40 % du mélange de carbure de calcium et d'oxyde.
Le procédé spécifié est en particulier ap plicable 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 phospore au maximum et du soufre.
On peut également obtenir des résultats favorables en appliquant ce procédé au traite ment d'autres fontes, par exemple de fontes contenant plus de 85 % de fer, de 1,7 à 4,5 % de carbone, de 092 à 4 '% de silicium,
jusqu'à 1 % de phosphore et du soufre, avec ou sans addition d'un ou de plusieurs élé ments d'alliage tels que les suivants et cela dans les limites 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 0,1 /o de magné- sium, et 0,15 à 2 % de manganèse.
Le vanadium, le chrome et le manganèse forment une série de métaux de nombre ato mique compris entre 23 et 25.