CH626727A5

CH626727A5 - Method and device for predicting metallographic structures

Info

Publication number: CH626727A5
Application number: CH533778A
Authority: CH
Inventors: Jacques Joseph Plessers
Original assignee: Electro Nite
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-17
Publication date: 1981-11-30
Also published as: GB1600876A; IT7823443A0; PL206866A1; DE2821352A1; SE7805633L; DE2821352C2; SE447027B; IT1095991B; PL118845B1

Description

La présente invention se rapporte en général à un procédé pour prédire rapidement, avant la coulée, la structure métallographique, par exemple le degré de nodularité, de pièces coulées produites à partir d'un bain de métal en fusion, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé. The present invention generally relates to a method for rapidly predicting, before casting, the metallographic structure, for example the degree of nodularity, of castings produced from a bath of molten metal, as well as to a device for the implementation of this process.

Par un procédé connu, la composition d'un métal en fusion peut être évaluée par la mesure des températures du liquidus et de l'eutectique, en se basant sur les courbes de température bien connues. Une pareille méthode procure des renseignements, par exemple sur un changement de phase, sur l'équivalent carbone, etc. Par un procédé également connu, on est en mesure de déterminer la conductibilité calorique de corps solides en mesurant la transmission de la chaleur à travers un corps soumis à un gradient thermique. By a known method, the composition of a molten metal can be evaluated by measuring the temperatures of the liquidus and the eutectic, based on the well-known temperature curves. Such a method provides information, for example on a phase change, on the carbon equivalent, etc. By a method also known, it is possible to determine the heat conductivity of solid bodies by measuring the transmission of heat through a body subjected to a thermal gradient.

Il a été observé que, dans une fonte grise à l'état solide, la conductibvilité calorique est substantiellement influencée par la structure graphitique et qu'une fonte nodulaire, par exemple, présente une conductibilité calorique inférieure à celle d'une composition lamellaire ou équivalente. It has been observed that, in a gray iron in the solid state, the heat conductivity is substantially influenced by the graphitic structure and that a nodular iron, for example, has a heat conductivity lower than that of a lamellar composition or equivalent. .

Quand on coule une fonte, il est important que l'analyse soit effectuée très rapidement et avant la coulée. Si l'on attend trop longtemps avant d'exécuter la coulée d'une fonte nodulaire, un grand pourcentage du magnésium qui est présent dans le métal fondu se dissipera ou sera perdu d'une autre façon et il est probable qu'on produira une coulée défectueuse. When pouring a cast iron, it is important that the analysis is carried out very quickly and before casting. If you wait too long before casting a nodular iron, a large percentage of the magnesium that is present in the molten metal will dissipate or be lost in some other way and it is likely that a defective casting.

L'industrie a été longtemps en quête d'un moyen simple, rapide et efficace pour prédire avec exactitude le degré de nodularité d'une fonte avant même de la couler. Une méthode proposée jusqu'ici est révélée dans le brevet US N° 3670558, dans lequel les propriétés d'une fonte nodulaire sont évaluées au moyen de l'étude comparative de courbes de refroidissement classiques et d'une série ou d'une famille de sections de courbes. Il n'a pas été prouvé que la méthode proposée par ledit brevet soit acceptable. The industry has long sought a simple, fast and efficient way to accurately predict the degree of nodularity of a cast iron before even casting it. A method proposed so far is revealed in US Patent No. 3670558, in which the properties of a nodular cast iron are evaluated by means of the comparative study of conventional cooling curves and a series or a family of curve sections. The method proposed by the said patent has not been proven to be acceptable.

Donc, à l'heure actuelle, le degré de nodularité d'une fonte ne peut être déterminé avec précision que si l'échantillon est refroidi et évalué par analyse métallographique ou par ultrasons et par des méthodes analogues. Therefore, at present, the degree of nodularity of a cast iron can only be determined with precision if the sample is cooled and evaluated by metallographic or ultrasonic analysis and by analogous methods.

Le principal objet de la présente invention est de résoudre le problème en question, en proposant un procédé et un dispositif qui permettent de prédire de façon simple, rapide et efficace le degré de nodularité de la pièce en fonte coulée pendant que la fonte est encore en fusion et qu'il est encore possible de modifier la composition du métal en fusion ou de rebuter ce dernier. The main object of the present invention is to solve the problem in question, by proposing a method and a device which make it possible to predict in a simple, rapid and effective manner the degree of nodularity of the cast iron part cast while the cast iron is still in it is still possible to modify the composition of the molten metal or to reject it.

Le procédé de la présente invention a pour objet de prédire la structure métallographique d'une pièce coulée, lequel procédé est défini dans la revendication 1. The object of the method of the present invention is to predict the metallographic structure of a casting, which method is defined in claim 1.

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Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé est défini dans la revendication 12. Selon une forme d'exécution du dispositif, le creuset est pourvu de deux sondes de température à des emplacements distants l'un de l'autre, correspondant à la première partie et à la seconde partie de l'échantillon. Selon un mode préféré d'exécution du creuset, il n'y a qu'une sonde de température. A chacun des types de creuset est associé un moyen pour provoquer une solidification plus rapide d'une partie de l'échantillon. The device for implementing the method is defined in claim 12. According to one embodiment of the device, the crucible is provided with two temperature probes at locations distant from each other, corresponding to the first part and the second part of the sample. According to a preferred embodiment of the crucible, there is only one temperature probe. Each type of crucible is associated with a means for causing faster solidification of part of the sample.

Pour illustrer l'invention, les dessins présentent une forme actuellement préférée. To illustrate the invention, the drawings have a presently preferred shape.

La fig. 1 représente une vue en coupe d'un creuset d'un premier type, susceptible d'être utilisé pour appliquer la méthode de la présente invention; Fig. 1 shows a sectional view of a crucible of a first type, capable of being used to apply the method of the present invention;

la fig. 2 représente une vue en coupe d'un creuset d'un deuxième type, susceptible d'être utilisé pour appliquer la méthode de la présente invention; fig. 2 shows a sectional view of a crucible of a second type, capable of being used to apply the method of the present invention;

la fig. 3 représente un graphique présentant deux courbes de refroidissement montrant les variations de la température en fonction du temps; fig. 3 represents a graph presenting two cooling curves showing the variations of the temperature as a function of time;

la fig. 4 représente un graphique présentant une courbe de refroidissement qui montre la variation de la température en fonction du temps, un seul thermocouple étant utilisé; fig. 4 represents a graph presenting a cooling curve which shows the variation of the temperature as a function of time, a single thermocouple being used;

la fig. 5 représente une vue en coupe d'un autre creuset; fig. 5 shows a sectional view of another crucible;

la fig. 6 représente un graphique de température après 3 min, comparé à la température lors du refroidissement dans une plage de 100°C contenant le palier solidus de l'échantillon, et la fig. 7 montre un graphique représentant la variation de température AT en fonction de la nodularité. fig. 6 shows a temperature graph after 3 min, compared to the temperature during cooling in a range of 100 ° C. containing the bearing solid of the sample, and FIG. 7 shows a graph representing the variation in temperature AT as a function of the nodularity.

Si l'on se réfère en détail aux dessins, dans lesquels les mêmes numéros se rapportent aux mêmes éléments, la fig. 1 représente une première forme de dispositif à utiliser pour appliquer le procédé de la présente invention. C'est ainsi qu'est représenté un creuset, désigné en général par 10, tel que le diamètre de sa partie supérieure 12 est beaucoup plus grand que celui de sa partie inférieure 13. Au sens utilisé dans l'invention, le mot creuset désigne des pots à échantillon, des moules utilisés pour des procédés in-mold (dans le moule) et analogues. Un creuset 10 conçu de cette manière permet de refroidir un échantillon de métal en fusion à deux vitesses différentes. Ainsi, la prtie inférieure 14 d'un échantillon contenu dans le creuset 10 se refroidira plus rapidement que la partie supérieure 15 de l'échantillon contenu dans le creuset 10, parce que le rapport surface/volume de la partie supérieure est plus petit que celui de la partie inférieure. If one refers in detail to the drawings, in which the same numbers refer to the same elements, FIG. 1 shows a first form of device to be used for applying the method of the present invention. This is how a crucible is represented, generally designated by 10, such that the diameter of its upper part 12 is much larger than that of its lower part 13. In the sense used in the invention, the word crucible designates sample jars, molds used for in-mold (in-mold) processes and the like. A crucible 10 designed in this way allows a sample of molten metal to be cooled at two different speeds. Thus, the lower part 14 of a sample contained in the crucible 10 will cool more quickly than the upper part 15 of the sample contained in the crucible 10, because the surface / volume ratio of the upper part is smaller than that from the bottom.

La fig. 2 représente une seconde forme de dispositif à utiliser pour appliquer la méthode selon la présente invention. La fig. 2 représente un creuset 10' de diamètre constant. La partie inférieure 13' du creuset 10' est placée dans une enveloppe 18 faite d'un matériau thermiquement isolant. Par suite de la présence de l'enveloppe 18, la partie de l'échantillon contenue dans la partie supérieure 19 du creuset 10' se solidifiera plus rapidement que la partie de l'échantillon contenue dans la partie inférieure du creuset 10'. Fig. 2 shows a second form of device to be used for applying the method according to the present invention. Fig. 2 represents a crucible 10 'of constant diameter. The lower part 13 'of the crucible 10' is placed in an envelope 18 made of a thermally insulating material. As a result of the presence of the envelope 18, the part of the sample contained in the upper part 19 of the crucible 10 'will solidify more quickly than the part of the sample contained in the lower part of the crucible 10'.

Bien que les creusets 10 et 10' soient légèrement différents, quant à leurs formes respectives, le principe appliqué dans le procédé de la présente invention est le même. Pour éviter la formation de retassures dans l'échantillon, il est préférable de prévoir les creusets de telle manière que la partie ayant la vitesse de solidification la plus grande se trouve dans la partie inférieure du creuset. C'est pourquoi la description, qui suit et qui se réfère à la fig. 3, se rapportera uniquement au creuset 10, représenté à la fig. 1. Although the crucibles 10 and 10 ′ are slightly different, as to their respective shapes, the principle applied in the process of the present invention is the same. To avoid the formation of shrinkage in the sample, it is preferable to provide the crucibles in such a way that the part with the highest solidification speed is located in the lower part of the crucible. This is why the description which follows and which refers to FIG. 3, will relate only to the crucible 10, shown in FIG. 1.

La fig. 3 représente la courbe de solidification 11 de la partie 14 d'un échantillon de fonte grise à une première vitesse de solidification. La température de l'échantillon dans la partie 14 est transmise par une sonde thermique telle qu'un thermocouple 22. Fig. 3 shows the solidification curve 11 of part 14 of a gray cast iron sample at a first solidification speed. The temperature of the sample in part 14 is transmitted by a thermal probe such as a thermocouple 22.

Dans un mode préféré d'exécution de l'invention, le thermocouple 22 est généralement perpendiculaire à l'axe de symétrie du creuset 10. La courbe 11 montre qu'au point 23 on enregistre un changement de vitesse qui correspond à la température de liquidus. In a preferred embodiment of the invention, the thermocouple 22 is generally perpendicular to the axis of symmetry of the crucible 10. The curve 11 shows that at point 23 a change in speed is recorded which corresponds to the liquidus temperature .

Il y a aussi un changement plus prononcé de la température au point 24, qui correspond à la température de solidus. Ensuite, la courbe 11 présente une inflexion à une température Tx, au lieu de continuer à se refroidir exponentiellement en suivant la ligne 25, comme ce serait le cas pour une courbe de solidification ordinaire en cas de refroidissement homogène de l'échantillon. There is also a more pronounced change in temperature at point 24, which corresponds to the solidus temperature. Then, curve 11 exhibits an inflection at a temperature Tx, instead of continuing to cool exponentially along line 25, as would be the case for an ordinary solidification curve in the event of homogeneous cooling of the sample.

Dans le cas présent, l'inflexion de la courbe 11 au point X est due à la réflexion thermique au cours de la solidification eutectique de la partie supérieure 15 de l'échantillon, qui se refroidit à une seconde vitesse, moins élevée que la vitesse de refroidissement de la partie 14. La température Tx est la température au point d'inflexion X de la courbe 11. La température Tx est un premier paramètre qui se trouve en relation directe avec la conductibilité calorique du métal en fusion. Le changement de vitesse de refroidissement provient de ce que la température du palier eutectique de la courbe 25 reste pratiquement constante aux environs de 1150"C. In the present case, the inflection of the curve 11 at the point X is due to the thermal reflection during the eutectic solidification of the upper part 15 of the sample, which cools at a second speed, lower than the speed of cooling part 14. The temperature Tx is the temperature at the inflection point X of the curve 11. The temperature Tx is a first parameter which is in direct relation with the heat conductivity of the molten metal. The change in cooling rate results from the fact that the temperature of the eutectic bearing of curve 25 remains practically constant at around 1150 "C.

La courbe 11 et la ligne 25 délimitent une surface A, qui se trouve également en relation directe avec la conductibilité calorique de l'échantillon, c'est-à-dire que l'aire de la surface A représente l'influence thermique de l'eutectique de la partie 15 de l'échantillon sur la partie 14 dudit échantillon. Il a été noté que la conductibilité calorique est en relation avec la structure métallographique d'un métal. Une lecture de température Tx, qui se rapporte au point d'inflexion de la courbe 11, et/ou l'évaluation de l'aire A sont en relation avec la structure métallographique de l'échantillon de métal à analyser. The curve 11 and the line 25 delimit a surface A, which is also in direct relation with the caloric conductivity of the sample, that is to say that the area of the surface A represents the thermal influence of the eutectic of part 15 of the sample on part 14 of said sample. It has been noted that the heat conductivity is related to the metallographic structure of a metal. A temperature reading Tx, which relates to the inflection point of the curve 11, and / or the evaluation of the area A are related to the metallographic structure of the metal sample to be analyzed.

Les deux paramètres cités ci-dessus peuvent également se contrôler en enregistrant la courbe de solidification 16 de l'échantillon sur un même graphique, en même temps que la courbe 11. The two parameters mentioned above can also be checked by recording the solidification curve 16 of the sample on the same graph, at the same time as curve 11.

Pour obtenir la courbe de solidification 16, une sonde de température, telle qu'un second thermocouple 27, est prévue dans le creuset 10 à un emplacement qui correspond à la partie 15 de l'échantillon. Ainsi, les thermocouples 22 et 27 se trouvent à des emplacements sensiblement différents, mais chacun d'eux est associé à une partie de l'échantillon. A tout instant donné, la différence de température entre les deux courbes 11 et 16 varie selon la conductibilité calorique et, en conséquence, selon son degré de nodularité. Dans ce qui suit, une telle différence de température sera désignée par AT'. To obtain the solidification curve 16, a temperature probe, such as a second thermocouple 27, is provided in the crucible 10 at a location which corresponds to the part 15 of the sample. Thus, the thermocouples 22 and 27 are located in substantially different locations, but each of them is associated with part of the sample. At any given time, the temperature difference between the two curves 11 and 16 varies according to the heat conductivity and, consequently, according to its degree of nodularity. In the following, such a temperature difference will be designated by AT '.

Il a été vérifié que Tx est influencé par la température eutectique de la partie 15 et par un certain nombre d'autres facteurs, parmi lesquels il y a lieu de citer la conductibilité calorique, la température de coulée, la manière dont se fait la coulée. Ce qu'on désire déterminer, c'est la conductibilité calorique de l'échantillon. Il est donc souhaitable d'éliminer l'influence des autres paramètres. Si le thermocouple 22 se trouve à peu près à la température eutectique de la partie 14, la vitesse de refroidissement n'est pas influencée de façon sensible par la conductibilité calorique, puisque les gradients thermiques sont relativement faibles. Cela permet de déterminer un paramètre, la vitesse normale de refroidissement, qui est une vitesse sans influence sensible sur la conductibilité calorique. Dans le présent exemple, cette vitesse est définie comme la vitesse de refroidissement dans la plage de 100°C qui s'étend entre 1160°C et 1060°C. En outre, il est commode de se servir d'une température qui est en relation avec la température Tx, par exemple de la température de l'échantillon de métal exactement 3 min après le début de la coulée dans le creuset. D'autres périodes de temps pourraient être utilisées ou d'autres techniques pourraient être utilisées pour établir la vitesse normale de refroidissement, par exemple une dérivée première de la courbe de refroidissement en un point où la conductibilité calorique joue un rôle insignifiant, tel qu'un point proche de la température eutectique. En outre, d'autres paramètres dérivés de la courbe de refroidissement peuvent être utilisés au lieu de Tx, par exemple le temps nécessaire pour atteindre une température qu'on se donne et qui est inférieure — dans une mesure appropriée — à la température eutectique, ou la dérivée première de la courbe de refroidissement à un certain moment ou à une certaine température peut être mise en relation de façon satisfaisante avec la conductiblité calorique. It has been verified that Tx is influenced by the eutectic temperature of part 15 and by a certain number of other factors, among which there are to be mentioned the heat conductivity, the pouring temperature, the way in which the casting is done. . What we want to determine is the heat conductivity of the sample. It is therefore desirable to eliminate the influence of the other parameters. If the thermocouple 22 is approximately at the eutectic temperature of the part 14, the cooling rate is not appreciably influenced by the heat conductivity, since the thermal gradients are relatively low. This makes it possible to determine a parameter, the normal cooling rate, which is a speed without appreciable influence on the heat conductivity. In the present example, this rate is defined as the cooling rate in the range of 100 ° C which extends between 1160 ° C and 1060 ° C. In addition, it is convenient to use a temperature which is related to the temperature Tx, for example the temperature of the metal sample exactly 3 min after the start of casting in the crucible. Other periods of time could be used or other techniques could be used to establish the normal cooling rate, for example a first derivative of the cooling curve at a point where the heat conductivity plays an insignificant role, such as a point close to the eutectic temperature. In addition, other parameters derived from the cooling curve can be used instead of Tx, for example the time necessary to reach a given temperature which is lower - to an appropriate extent - than the eutectic temperature, or the first derivative of the cooling curve at a certain time or at a certain temperature can be satisfactorily related to the heat conductivity.

Un autre mode d'exécution de la présente invention consiste à utiliser un creuset 10 sans thermocouple 27, à savoir le creuset 30. La fig. 4 représente une courbe de refroidissement, temps en fonction de Another embodiment of the present invention consists in using a crucible 10 without thermocouple 27, namely crucible 30. FIG. 4 represents a cooling curve, time as a function of

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la température, obtenue sur un échantillon de fonte refroidi dans le creuset 30. A la fig. 4, la notation X indique le temps nécessaire au refroidissement de l'échantillon d'un point extrême à l'autre de la plage de 100 C, comprise entre les températures de 1160"C et 1060 C. the temperature, obtained on a sample of cast iron cooled in the crucible 30. In FIG. 4, the notation X indicates the time necessary for the cooling of the sample from one extreme point to the other of the range of 100 C, between the temperatures of 1160 "C and 1060 C.

Le creuset 30 est pareil au creuset 10, mais il contient un seul thermocouple alumel/chromel 32 dans sa partie inférieure 34. Le creuset 30 présente une partie plus grande 36 dans l'axe de la partie 34. Des dimensions typiques pour la partie 34 sont un diamètre de 18,5 mm, une hauteur de 29 mm et une distance de 6 mm entre thermocouple 32 et fond de la partie 34. Des dimensions typiques pour la partie 36 sont un diamètre de 50 mm et une hauteur de 46 mm. Pour les raisons indiquées plus haut, la partie de l'échantillon contenue dans la partie 34 se refroidira plus rapidement que celle contenue dans la partie 36. Un creuset tel que celui qui a été révélé dans le brevet US No 4056407 peut être modifié de manière à présenter les caractéristiques du creuset 30. The crucible 30 is similar to the crucible 10, but it contains a single alumel / chromel thermocouple 32 in its lower part 34. The crucible 30 has a larger part 36 in the axis of the part 34. Typical dimensions for the part 34 are a diameter of 18.5 mm, a height of 29 mm and a distance of 6 mm between thermocouple 32 and bottom of part 34. Typical dimensions for part 36 are a diameter of 50 mm and a height of 46 mm. For the reasons indicated above, the part of the sample contained in part 34 will cool faster than that contained in part 36. A crucible such as that which was revealed in US Pat. No. 4,056,407 can be modified in such a way to present the characteristics of the crucible 30.

La fig. 6 représente un graphique dans lequel la température de l'échantillon, telle que mesurée par le thermocopuple 32 après 3 min, est portée en ordonnée, le temps nécessaire pour que l'échantillon se refroidisse de 1160e C à 1060 C, exprimé en secondes, étant porté en abscisse. Le graphique de la fig. 6 a été déterminé expérimentalement pour définir la relation temps/température d'une fonte nodulaire qui convient, si on la verse dans un creuset particulier. Selon la fig. 6, la température est de 938,: C et le temps X de 50 s. Si l'on applique ces paramètres à la fig. 6, AT=4"C. Fig. 6 represents a graph in which the temperature of the sample, as measured by the thermocopuple 32 after 3 min, is plotted on the ordinate, the time necessary for the sample to cool from 1160e C to 1060 C, expressed in seconds, being plotted on the abscissa. The graph in fig. 6 has been determined experimentally to define the time / temperature relationship of a suitable nodular cast iron, if it is poured into a particular crucible. According to fig. 6, the temperature is 938 ,: C and the time X is 50 s. If we apply these parameters to fig. 6, AT = 4 "C.

L'ouvrier chargé de la coulée aura été pourvu au préalable d'un graphique de AT en fonction du degré de nodularité tel que représenté à la fig. 7. Le graphique de la fig. 7 a été établi pour une fonte nodulaire typique coulée dans un creuset 30. Toute modification de dessin du creuset exigera un nouveau graphique basé sur les principes expliqués ici. Comme le montre la fig. 7, le graphique est de préférence rehaussé au moyen de zones teintées, dont les couleurs pourraient être, par exemple, le vert X, le jaune Y et le rouge Z. Si un AT tombe dans la zone verte, on est certain que la fonte présente un degré de nodularité suffisant. The worker in charge of the casting will have been provided beforehand with a graph of AT according to the degree of nodularity as shown in fig. 7. The graph in fig. 7 has been established for a typical nodular cast iron poured into a crucible 30. Any modification of the design of the crucible will require a new graph based on the principles explained here. As shown in fig. 7, the graphic is preferably enhanced by means of tinted zones, the colors of which could be, for example, green X, yellow Y and red Z. If an AT falls in the green zone, it is certain that the font has a sufficient degree of nodularity.

Si un AT tombe dans la zone jaune sur le graphique représenté à la fig. 7, la fonte peut être satisfaisante, mais ce n'est pas certain et un examen plus approfondi sera nécessaire. Si le AT tombe dans la zone rouge du graphique représenté à la fig. 7, il est certain que la fonte présente un degré de nodularité insuffisant. If an AT falls in the yellow area on the graph shown in fig. 7, the font may be satisfactory, but it is not certain and further examination will be required. If the AT falls in the red area of the graph shown in fig. 7, it is certain that the cast iron has an insufficient degree of nodularity.

Quand on analyse un spécimen de fonte, il est recommandé que le temps de refroidissement à partir de la coulée de l'échantillon et jusqu'à la solidification des parties 14 ou 34 ne soit pas inférieur à When analyzing a cast iron specimen, it is recommended that the cooling time from the casting of the sample and until the solidification of parts 14 or 34 is not less than

1 Vz min, cela pour éviter la formation de carbures. En outre, la durée complète de l'analyse ne doit pas dépasser 5 min, pour que le procédé puisse se montrer avantageux du point de vue économique. Compte tenu de ces objectifs, les dimensions du creuset 10 doivent être de s préférence choisies de manière à atteindre ces objectifs. Ainsi, le creuset 10 sera réalisé de préférence au moyen de sable de fonderie à liant résineux, le diamètre intérieur de la partie inférieure 13 du creuset étant d'environ 18,5 mm et le diamètre intérieur de la partie 12 étant d'environ 50 mm. 1 Vz min, this to avoid the formation of carbides. In addition, the complete duration of the analysis must not exceed 5 min, so that the process can prove to be advantageous from the economic point of view. Given these objectives, the dimensions of the crucible 10 should preferably be chosen so as to achieve these objectives. Thus, the crucible 10 will preferably be produced by means of foundry sand with resinous binder, the internal diameter of the lower part 13 of the crucible being approximately 18.5 mm and the internal diameter of the part 12 being approximately 50 mm.

10 Si l'on utilise une seule sonde de température dans la partie du creuset qui se refroidit le plus rapidement, AT s'obtient au moyen d'un graphique tel que représenté aux fig. 4 et 6. Si le creuset est pourvu de deux thermocouples, comme le représente la fig. 1, AT' s'obtient par le graphique représenté à la fig. 3. Ensuite, le AT' 15 s'utilise avec un graphique obtenu expérimentalement de manière à s'assurer le degré de nodularité. If a single temperature probe is used in the part of the crucible which cools the fastest, AT is obtained by means of a graph as shown in FIGS. 4 and 6. If the crucible is provided with two thermocouples, as shown in fig. 1, AT 'is obtained by the graph shown in fig. 3. Then, the AT '15 is used with a graph obtained experimentally in order to ensure the degree of nodularity.

Ainsi, la présente invention comprend l'obtention d'un paramètre de conductibilité calorique tel que AT, après qu'on a coulé un échantillon dans un creuset, et ensuite l'utilisation de ce paramètre pour prédire si le degré de nodularité des pièces en fonte à produire à partir de la coulée complète Sera satisfaisant auquel cas la coulée peut commencer. Si ce degré de nodularité est insuffisant, des corrections peuvent être entreprises avant la coulée du métal, ou bien tout le lot de fonte peut être coulé en gueuses, cela pour épargner les moules et faire d'autres économies d'exploitation. Le degré de nodularité peut changer avec le temps. Pour ce motif, il peut être souhaitable de se fonder sur la présente invention pour vérifier le degré de nodularité quand toutes les pièces ont été coulées, de manière à s'assurer de la qualité des dernières pièces coulées. Thus, the present invention comprises obtaining a caloric conductivity parameter such as AT, after a sample has been poured into a crucible, and then using this parameter to predict whether the degree of nodularity of the pieces in cast iron to be produced from the complete casting Will be satisfactory in which case the casting can start. If this degree of nodularity is insufficient, corrections can be made before casting the metal, or the whole batch of pig iron can be poured in pigs, this to save the molds and make other operating savings. The degree of nodularity can change over time. For this reason, it may be desirable to rely on the present invention to check the degree of nodularity when all the pieces have been cast, so as to ensure the quality of the last pieces cast.

Quand on applique la présente invention, comme partie d'un processus in-mold (dans le moule), de nombreuses variations sont possibles. Par exemple, il se pourrait que la cavité du moule principal corresponde à la partie 36 du creuset 30 et que la partie 34 du creuset 30 soit une petite cavité auxiliaire et soit disposée de manière à se refroidir plus vite. On éliminerait la partie coulée correspondant à la cavité auxiliaire en même temps que le jet de coulée. When applying the present invention as part of an in-mold process, many variations are possible. For example, it could be that the cavity of the main mold corresponds to the part 36 of the crucible 30 and that the part 34 of the crucible 30 is a small auxiliary cavity and is arranged so as to cool faster. The casting part corresponding to the auxiliary cavity would be eliminated at the same time as the casting jet.

Un mini-ordinateur électronique ou un ordinateur de table peut être associé à un pyromètre digital comme équipement d'analyse de contrôle à ordinateur et présenterait des témoins rouges, jaunes et verts, comparables aux zones de la fig. 7. La présente invention est de nature à réduire de façon spectaculaire les problèmes de contrôle de qualité et à éviter absolument la coulée de pièces en fonte présentant un degré de nodularité insuffisant. An electronic minicomputer or a table computer can be associated with a digital pyrometer as computer control analysis equipment and would present red, yellow and green indicators, comparable to the zones of FIG. 7. The present invention is capable of dramatically reducing the problems of quality control and absolutely avoiding the casting of cast iron parts having an insufficient degree of nodularity.

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R R

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims

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1. Method for predicting metallographic structures, such as the nodular structure, of parts cast from molten metals, characterized in that a first part of a sample is made to solidify at a first speed solidification and that a second part of said sample solidifies at a second, lower speed of solidification; that the temperature of at least the first part of the sample is measured; and that, after the first part of the sample has solidified, said temperature measurement is used to determine the caloric conductivity of the sample, and a caloric conductivity parameter is used to predict, at by means of an empirically fixed relation, the metallographic structure.

2. Method according to claim 1, wherein the molten metal is cast iron, characterized in that the aforementioned metallographic structure is the nodularity.

3. Method according to claim 1, characterized in that the determination of said caloric conductivity parameter is done during the cooling of the sample and comprises the determination of the cooling rate of the sample in a temperature range where the caloric conductivity has a minimal influence on the cooling rate of the sample and, subsequently, the determination of the thermal effect on the subsequent cooling rate, based on the remaining part of the sample for a determined period of time.

4. Method according to claim 1, characterized in that the determination of said caloric conductivity parameter is done during the cooling of the sample and comprises the determination of the cooling rate of the sample in a temperature range where the caloric conductivity has a minimal influence on the cooling rate of the sample and, subsequently, the determination of the thermal effect on the subsequent cooling rate, based on the remaining part of the sample in a fixed temperature range of advanced.

5. Method according to claim 1, characterized in that the determination of said caloric conductivity parameter of the sample comprises the determination of the cooling rate in a range where the caloric conductivity exerts a minimal influence on the cooling rate.

6. Method according to claim 3, characterized in that said range comprises the solidus temperature of the sample.

7. Method according to claim 3, characterized in that said range is about 100 ° C.

8. Method according to claim 3, characterized in that the upper limit of said range is approximately 1160 ° C and in that the lower limit of said range is approximately 1060 ° C.

9. Method according to claim 1, characterized in that the determination of said caloric conductivity parameter of the sample comprises the use of a temperature probe to determine the difference in cooling rate of the two parts of the sample.

10. Method according to claim 9, characterized in that the cooling is controlled for a period of time of approximately 3 min.

11. The method of claim 1, characterized in that a sample of the cast iron is taken by pouring it into a mold having a first cavity which communicates with a second cavity, that said parameter of heat conductivity is determined, l the sample being the melt of the first cavity, which is made so that the sample of the first cavity cools more quickly than the cast iron of the second cavity, and that said caloric conductivity parameter is used to predict the degree of nodularity of the cast of the second cavity.

12. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises:

a) a crucible having a cavity,

b) means making it possible for a first part of a sample poured into a first part of said cavity to cool faster than a second part of said sample, and c) means for probing the temperature associated with said first part of the cavity for measuring the temperature of a sample in said first part of the cavity.

13. Device according to claim 12, characterized in that said first part of the cavity is the lower part of said crucible.

14. Device according to claim 12, characterized in that said means comprise a crucible having two contiguous parts of said cavity, the first part having smaller transverse dimensions, so that the surface / volume ratio of the second cavity is smaller than the surface / volume ratio of the first cavity.

15. Device according to claim 14, characterized in that said crucible is a mold, said first cavity being an auxiliary cavity relative to the main cavity of the mold, which constitutes said second part.