Fontes alliées : nuances, propriétés et applications

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le fer allié est un matériau produit par fusion dans les hauts fourneaux. Il peut contenir différentes quantités de carbone. Selon la teneur quantitative de cette substance, on distingue deux types de fonte. Le premier est appelé conversion, ou blanc, et le second est gris, ou fonderie.

Description des types de fonte

Le premier type est la fonte brute. C'est le nom d'un matériau dans lequel le carbone se présente sous la forme d'une substance telle que la cémentite. Dans une cassure il a une couleur blanche, d'où son nom. Une telle fonte se caractérise par une dureté et une fragilité élevées. Il est très difficile à usiner. Dans le même temps, environ 80% de toute la fonte brute fondue est blanche. L'objectif principal de ce type de matériau est la refusion ultérieure en acier.

La fonte grise alliée est un métal dans lequel le carbone est présent sous forme de graphite ductile. Dans une cassure, sa couleur est le gris, ce qui a également déterminé son nom. La fragilité et la dureté de cette fonte sont inférieures à celles de la fonte blanche, mais elles sont bien mieux usinées.

Les propriétés de la fonte alliée de ce type sont les suivantes:

• Tout d'abord, il résiste très bien aux charges de compression.
• Deuxièmement, ce métal est insensible aux défauts de surface, et possède également une bonne résistance à la rupture par fatigue.

Cependant, la fonte alliée de fonderie a une résistance aux chocs plutôt faible, ainsi qu'une faible ductilité. En raison de ces deux inconvénients, il est assez difficile d'utiliser un tel matériau à des fins structurelles.

Description générale des nuances de fonte grise

Aujourd'hui, il existe de telles nuances de fonte grise alliée: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 et plusieurs autres. Les lettres SCh dans le marquage indiquent qu'il s'agit de fonte grise et les deux chiffres suivants indiquent la charge maximale que le métal peut supporter lorsqu'il est étiré. La résistance à la traction dans ce cas est mesurée en MPa.

Variétés de fonte grise

Le fer allié de fonderie a plusieurs sous-types. L'un d'eux était en fonte ductile. Ce nom conditionnel a été donné au matériau, qui se distingue par le fait qu'il est plus doux et plus visqueux que le gris. Obtenez-le en fonte blanche. Pour ce faire, utilisez la procédure de recuit, qui dure longtemps. Les marquages ici sont à peu près les mêmes, par exemple KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Les lettres indiquent que cette fonte est malléable et les deux chiffres suivants déterminent la résistance à la traction. Mais quant aux un ou deux derniers chiffres, ils caractérisent l'allongement relatif maximum, quimesuré en pourcentage.

Un autre sous-type de fer allié de fonderie est modifié. Pour l'obtenir, vous devez ajouter des éléments spéciaux au gris. Ces modificateurs sont ajoutés avant de verser la substance. L'aluminium, le silicium, le calcium et d'autres peuvent être utilisés comme additifs. Ces additifs augmentent significativement le nombre de centres de cristallisation. En d'autres termes, ils contribuent à une réduction significative du graphite.

Grâce à ces additifs, la fonte d'alliage spécial se caractérise par des caractéristiques de résistance plus élevées, moins de fragilité et une résistance accrue à la fissuration. Il convient d'ajouter que toutes les meilleures qualités de cet alliage sont obtenues à partir d'un tel matériau modifié.

Types d'alliage d'alliage

Qu'est-ce que la fonte alliée ? L'alliage est une opération consistant à introduire diverses impuretés dans la composition d'un matériau permettant d'en améliorer les caractéristiques. Pour la fonte, le titane, le chrome, le vanadium et d'autres sont devenus de tels additifs. L'introduction d'éléments d'alliage dans la composition peut augmenter des caractéristiques telles que la résistance, la dureté, la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et bien d'autres.

Aujourd'hui, selon la quantité d'éléments d'alliage dans la fonte, trois types peuvent être distingués:

1. Si les additifs sont contenus jusqu'à 2,5 % de la masse totale, il s'agit de fonte faiblement alliée.
2. Les matériaux moyennement alliés sont les matériaux dont la teneur en substances est comprise entre2,5 à 10 %.
3. Le dernier type est fortement allié, si la teneur totale en modificateurs dépasse 10 %.

Substances pour alliage, marquage

Selon GOST, la fonte alliée doit contenir une certaine quantité de substances à utiliser dans un certain domaine. De plus, l'étiquetage est également standard. Par exemple, ChN15D7Kh est un alliage à haute résistance contenant 15 % de nickel, 7 % de cuivre et environ 1 % de chrome. Comme vous pouvez le voir, dans le marquage, les éléments d'alliage sont marqués d'une lettre, suivie d'un chiffre indiquant la teneur quantitative de l'additif. Cependant, il se peut aussi que le chiffre manque, comme après le chrome. Cela signifie que le contenu de la substance dans la composition est d'environ 1 %.

Quant à la fabrication d'une telle fonte, elle est assez peu coûteuse. Dans le même temps, le produit final a des propriétés de performance suffisamment élevées. Grâce à ces deux facteurs, la portée du matériel décrit ne cesse d'augmenter.

Types d'alliage d'alliage

Il est naturel que l'ajout de n'importe quelle substance à la composition augmente n'importe quelle caractéristique particulière. Par conséquent, plusieurs classes de matériaux alliés sont distinguées.

Ainsi, la fonte peut être résistante à l'usure. Le matériau appartenant à ce groupe est caractérisé en ce qu'il présente une résistance accrue à l'abrasion, qui se produit lors du frottement de surface. Cette catégorie comprend les fontes anti-friction et à friction. Le premier a un très faiblecoefficient de friction. Pour cette raison, l'application principale de la fonte alliée du type nommé est la production de pièces telles que des paliers lisses, des bagues pour eux et d'autres pièces avec des exigences similaires.

Le matériau de friction, au contraire, se caractérise par un coefficient de frottement assez élevé et est donc le plus souvent utilisé dans la production de dispositifs de freinage pour une variété de mécanismes, d'équipements, etc.

Fonte inox

Beaucoup de gens savent qu'il existe un métal appelé acier inoxydable. En fait, ce n'est pas une définition très précise. Ces alliages diffèrent en ce que leur résistance à la corrosion est assez élevée. La fonte nommée était la plus largement utilisée dans la construction navale. Si plus de 12 % de chrome sont ajoutés à la composition du fer en tant qu'élément d'alliage et que la teneur en carbone est réduite autant que possible, un tel alliage sera alors obtenu.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 sont devenus ses marques les plus courantes. Ils se distinguent par le fait qu'ils conservent une haute résistance à la corrosion même dans des environnements agressifs, une bonne résistance à la cavitation et à l'usure dans un environnement vapeur-eau.

Un groupe restreint mais toujours très populaire est la fonte résistante à la chaleur. Le principal avantage du matériau est qu'il est plutôt difficile à oxyder et qu'il conserve également bien ses qualités à des températures élevées.

Introduction du cuivre

Actuellementtemps, commencent de plus en plus souvent à utiliser de la fonte avec l'ajout de cuivre. L'introduction de cet additif dans l'alliage améliore considérablement ses qualités de coulée. Mieux encore, cela affecte la fluidité du matériau. De plus, la tendance à la fissuration et au retrait de la porosité est fortement réduite.

L'incorporation de 0,5 % de Cu (cuivre) rend la fonte suffisamment adaptée pour être coulée dans des pièces d'épaisseur de paroi allant de 10 à 25 mm. S'il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur de paroi des futurs éléments, il faudra alors augmenter la teneur quantitative en cuivre, ainsi que ses complexes. Il convient de noter ici que l'effet de l'ajout de cuivre peut être amélioré si des éléments tels que l'antimoine ou le bismuth sont introduits dans l'alliage.

Si l'équivalent carbone augmente, alors l'influence du cuivre sur la cristallisation du graphite diminuera. L'alliage de la fonte avec du cuivre peut également empêcher le blanchiment dans les couches de surface et également augmenter considérablement la dureté vers le milieu. Ceci est assez visible lors de la fusion de chemises de cylindre, de têtes de bloc en fonte et d'autres articles.

Fonte d'alliage complexe

Pour fondre avec succès de la fonte pouvant être utilisée pour couler des chemises de cylindre, il est nécessaire d'utiliser non seulement une variété de ferroalliages, mais également un four à induction. Pour effectuer le moulage de telles pièces, les marques IChKhN4, ChN1KhMD et ChNMSh et plusieurs autres types sont utilisées. Leur particularité est que toutes les pièces sont fondues dans un moule à paroi mince ou massif.

Aiguillestructure et matériau à haute résistance

Une petite variété de fonte grise, qui appartient au groupe résistant à l'usure, est un matériau à structure aciculaire. Le degré de dopage dans un tel matériau est assez faible. La teneur en silicium et en carbone est également assez faible. Dans ce cas, la quantité de substances telles que le cuivre, le molybdène, le nickel et certains autres modificateurs augmente en fonction de l'épaisseur de paroi résultante requise, ainsi que de la méthode de coulée à utiliser.

Une autre variété est un matériau à haute résistance. Il s'agit d'une petite variété de fonte grise, qui se distingue par la teneur en graphite nodulaire. Pour obtenir une telle structure, il est nécessaire d'introduire du magnésium, du cérium et du bismuth dans l'alliage. L'ajout de ces trois éléments d'alliage transforme le graphite ductile du matériau de coulée en un graphite sphéroïdal. Ce type diffère en ce que ses qualités mécaniques sont bien supérieures à celles des autres types de fonte. À ce jour, environ 10 nuances différentes de l'alliage de cette catégorie sont produites. Un tel matériau peut être parfaitement utilisé dans la construction navale au lieu de type malléable. Et le type de fonte ductile le plus courant est le magnésium (avec une grande quantité de magnésium dans la composition).