Fonte blanche : propriétés, applications, structure et caractéristiques

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

Initialement, la technologie de la fonte a été maîtrisée pour la première fois en Chine au 10ème siècle, après quoi elle s'est répandue dans d'autres pays du monde. La base de la fonte est un alliage de fer avec du carbone et d'autres composants. Une caractéristique distinctive est que dans sa composition, la fonte contient plus de 2% de carbone sous forme de cémentite, que l'on ne trouve pas dans d'autres métaux. Un représentant éminent de cet alliage est la fonte blanche, qui est utilisée dans la construction mécanique pour la fabrication de pièces, dans l'industrie et dans la vie quotidienne.

Apparence

L'alliage a une couleur blanche à la rupture et un éclat métallique caractéristique. La structure de la fonte blanche est à grain fin.

Propriétés

Comparé à d'autres métaux, l'alliage fer-carbone présente les caractéristiques et propriétés suivantes:

• haute fragilité;
• dureté accrue;
• haute résistivité;
• faibles propriétés de coulée;
• faible usinabilité;
• bonne résistance à la chaleur;
• grand retrait (jusqu'à 2 %) et mauvais remplissage du moule;
• faible résistance aux chocs;
• haute résistance à l'usure.

La masse métallique a une grande résistance à la corrosion dans l'acide chlorhydrique ou nitrique. S'il y a des carbures libres dans la structure, la corrosion se produira lorsque la fonte est placée dans de l'acide sulfurique.

Les fontes blanches, qui contiennent un pourcentage plus faible de carbone, sont considérées comme des alliages plus résistants aux hautes températures. En raison de la résistance mécanique et de la ténacité accrues qui apparaissent lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées, la formation de fissures dans les pièces moulées est minimisée.

Composition

L'alliage fer-carbone est considéré comme moins cher que l'acier. La fonte blanche contient du fer et du carbone, qui sont à l'état chimiquement lié. Le carbone en excès, qui n'est pas présent dans la solution solide de fer, est contenu à l'état combiné sous forme de carbures de fer (cémentite) et dans la fonte alliée sous forme de carbures spéciaux.

Vues

Selon la teneur en carbone de la fonte blanche, elle est divisée en plusieurs types:

1. L'hyotectique contient de 2,14 % à 4,3 % de carbone et, après refroidissement complet, acquiert la structure de la perlite, de la cémentite secondaire et de la ledeburite.
2. L'eutectique contient 4,3 % de carbone et a une structure sous la forme d'un fond clair de cémentite, qui est parsemé de grains foncés de perlite.
3. Hyotectic a de 4,3 % à 6,67 % de carbone dans sa composition.

Demande

Basé sur les propriétés ci-dessus,on peut en conclure que cela n'a aucun sens de pratiquer le traitement thermique et mécanique de la fonte blanche. L'alliage n'a trouvé sa principale application que sous la forme d'un moulage. Par conséquent, la fonte blanche n'obtient les meilleures propriétés que si toutes les conditions de coulée sont remplies. Cette méthode de traitement est activement utilisée s'il est nécessaire de produire des produits massifs qui doivent avoir une dureté de surface élevée.

De plus, la fonte blanche est recuite, ce qui donne des fontes malléables, qui sont utilisées pour fabriquer des pièces moulées à paroi mince, par exemple:

• pièces automobiles;
• produits agricoles;
• pièces pour tracteurs, moissonneuses-batteuses, etc.

L'alliage est également utilisé pour fabriquer des plaques à surfaces nervurées ou lisses, et est également activement utilisé dans la production d'acier et de fonte grise.

L'utilisation de la fonte blanche dans l'agriculture comme métal de construction est plutôt limitée. Le plus souvent, l'alliage fer-carbone est utilisé pour la fabrication de pièces pour machines hydrauliques, lanceurs de sable et autres mécanismes pouvant fonctionner dans des conditions d'usure abrasive accrue.

fontes réfrigérées

Cet alliage est considéré comme un type de fonte blanche. Il est possible d'obtenir un refroidissement de 12 à 30 mm en refroidissant rapidement la surface de l'alliage fer-carbone. Structure du matériau: la partie de surface est en fonte grise blanche dans le noyau. Les roues, billes de broyeurs, rouleaux de laminage sont fabriqués à partir de ces matériaux, qui sont montés dansmachines pour le traitement de la tôle.

Éléments d'alliage de l'alliage

Des substances d'alliage spécialement introduites ajoutées à la composition de la fonte blanche peuvent donner une plus grande résistance à l'usure et à la résistance, à la corrosion et à la chaleur. Selon la quantité de substances ajoutées, ces types de fonte sont distingués:

• alliage faiblement allié (jusqu'à 2,5 % de substances auxiliaires);
• moyen allié (de 2,5 % à 10 %));
• fortement allié (plus de 10 %).

Des éléments d'alliage peuvent être ajoutés à l'alliage:

• chrome;
• soufre;
• nickel;
• cuivre;
• molybdène;
• titane;
• vanadium,
• silicium;
• aluminium;
• manganèse.

La fonte blanche alliée a des propriétés améliorées et est souvent utilisée pour couler des turbines, des aubes, des broyeurs, des pièces pour fours à ciment et conventionnels, des aubes de machines de pompage, etc. L'alliage fer-carbone est traité dans deux fours, ce qui rend il est possible d'amener le matériau à une certaine composition chimique:

• dans la coupole;
• dans les fours électriques.

Les pièces moulées en fonte blanche sont recuites dans des fours pour stabiliser les dimensions requises et soulager les contraintes internes. La température de recuit peut monter jusqu'à 850 degrés. Le processus de chauffage et de refroidissement doit être effectué lentement.

Marquage ou désignation de fonte blanche avec impuretéscommence par la lettre H. Les éléments d'alliage entrant dans la composition de l'alliage peuvent être déterminés par les lettres suivantes du marquage. Le nom peut contenir des chiffres qui indiquent le pourcentage de substances supplémentaires qui rentrent dans la fonte blanche. Si le marquage contient la désignation Ø, cela signifie que la structure de l'alliage contient du graphite sphérique.

Types de recuit

Pour la formation de fonte blanche dans l'industrie, un refroidissement rapide de l'alliage est utilisé. Aujourd'hui, les principaux types suivants de recuit d'alliage de carbone sont activement utilisés:

• le recuit d'adoucissement est principalement utilisé pour augmenter la ferrite dans la composition de la fonte;
• recuit pour soulager les contraintes internes et minimiser les transformations de phase;
• recuit de graphitisation, donnant de la fonte malléable;
• normalisation à une température de 850-960 degrés, résultant en graphite et perlite, ainsi qu'une résistance à l'usure et une résistance accrues.

Informations complémentaires

À ce jour, il a été prouvé qu'il n'y a pas de relation directe entre la résistance à l'usure et la dureté d'un alliage de carbone. Seule la structure, à savoir la disposition des carbures et des phosphures sous la forme d'une grille régulière ou sous la forme d'inclusions uniformes, permet d'obtenir une résistance à l'usure accrue.

La résistance de la fonte blanche est plus intensément affectée par la quantité de carbone, et la dureté dépend des carbures. La plus grande résistance et dureté sont les fontes quiont une structure martensitique.