Qu'est-ce que le casting CI ?

Les composants de l'alliage affectent sa couleur lors de la fissuration :la fonte blanche contient des impuretés de carbure qui créent des voies pour que l'alliage se fissure et s'écoule. Et la fonte grise peut posséder des flocons de graphite qui simulent les fissures. Cela initie d'innombrables nouvelles fissures lorsque le matériau se brise, et la fonte ductile est constituée de "nodules" sphériques en graphite qui inhibent le développement de nouvelles fractures.

Carbone (C) en une quantité de 1,8 à 4 % en poids. Et silicium (Si) 1-3% en poids Ce sont les principaux ingrédients d'alliage de la fonte. Seuls les alliages de fer spécifiques et une quantité minimale de carbone sont définis comme de l'acier. La fonte est fragile, à l'exception de la fonte malléable. En raison du point de fusion relativement bas, cela se rapporte à une bonne fluidité. Et cela se rapporte à une excellente usinabilité, résistance à la déformation et résistance à l'usure.

Les fontes sont devenues un matériau d'ingénierie avec une large gamme d'applications et sont utilisées dans les tuyaux, les machines et les pièces automobiles. Les applications typiques sont les culasses, les blocs moteurs et les boîtes de vitesses. Il résiste également aux dommages causés par l'oxydation, ce qui ajoute à son utilité.

L'histoire du casting CI

Les premiers artefacts en fonte remontent au 5ème siècle avant JC et ont été découverts par des archéologues dans ce qui est aujourd'hui le Jiangsu, en Chine. Les chercheurs pensent que l'utilisation de la fonte a commencé il y a longtemps au début de la Chine continentale. Ils pensent qu'il a été utilisé pour créer des produits pour les fermes, les maisons et les combats.

Au XVe siècle, la fonte était utilisée pour les canons en Bourgogne, en France et en Angleterre pendant la Réforme. Les quantités de fonte utilisées pour les canons ont nécessité une production à grande échelle.

Le premier pont en fonte a été construit en 1770 par Abraham Darby III et est connu sous le nom de The Iron Bridge dans le Shropshire, en Angleterre. La fonte a également été utilisée pour l'érection de nombreux bâtiments. La large utilisation de celui-ci dans un cadre architectural a commencé à être très répandue.

Utilisation de CI dans la production de masse dans l'industrie

La fonte est créée principalement à partir de la fonte brute fondue ou par refonte de la fonte brute. Ceci est fréquent, également avec des quantités substantielles de fer, d'acier, de calcaire, de carbone (coke), et en prenant diverses mesures pour éliminer les contaminants indésirables. Lorsque l'application est envisagée, les teneurs en carbone et en silicium sont ajustées aux niveaux souhaités, qui peuvent se situer entre 2 et 3,5 % et 1 à 3 %, respectivement.

La fonte est fabriquée à partir de fonte brute, et c'est le sous-produit de la fonte du minerai de fer du haut fourneau.

Le phosphore et le soufre peuvent satisfaire en étant brûlés du fer fondu, mais cela élimine également le carbone, qui doit être remplacé. Si nécessaire, d'autres éléments sont ensuite fournis à la fonte avant que la forme finale ne soit produite par coulée. La fonte est parfois fondue dans un type unique de haut fourneau appelé cubilot.

Cependant, dans les applications modernes, il est plus souvent fondu dans des fours à induction électrique ou des fours à arc électrique. Lorsque la fonte est terminée, la fonte fondue est versée dans un four de maintien ou une poche.

Propriétés de la fonte

Les propriétés de la fonte sont modifiées par l'ajout de divers éléments d'alliage ou alliages. Outre le carbone, le silicium est l'alliage le plus important car il déplace le carbone de la solution. Le faible pourcentage de silicium permet au carbone de rester en solution, formant du carbure de fer et produisant de la fonte blanche.

Un pourcentage élevé de silicium déplace le carbone de la solution, créant du graphite et produisant de la fonte grise. D'autres éléments d'alliage, manganèse, chrome, molybdène, titane et vanadium, s'opposent au silicium et favorisent la rétention du carbone et la formation de ces carbures. Le nickel et le cuivre augmentent la résistance et l'usinabilité, mais ne modifient pas la quantité de graphite produite.

Le carbone sous forme de graphite rend le fer plus doux, réduit le retrait, diminue la résistance et réduit la densité. Le soufre, s'il est principalement présent sous forme d'impureté, forme du sulfure de fer qui empêche la formation de graphite et augmente la dureté.

Le problème avec le soufre est qu'il crée de la fonte en fusion qui est collante, ce qui provoque des défauts. Pour contrer les effets du soufre, du manganèse est ajouté car les deux forment des sulfures de manganèse au lieu de sulfure de fer. Le sulfure de manganèse est plus léger qu'en fusion, il a donc tendance à s'écouler de la masse fondue dans les scories.

La quantité de manganèse nécessaire à la neutralisation du soufre est de 1,7 x teneur en soufre + 0,3 %. Si plus de manganèse est ajouté, du carbure de manganèse se forme, ce qui augmente la dureté et le refroidissement, sauf pour la fonte grise où jusqu'à 1 % de manganèse augmente la résistance et la densité.

Matériaux raffinés pour le moulage

Le nickel est l'un des éléments d'alliage les plus courants car il affine la structure de la perlite et du graphite, améliore la ductilité et égalise les différences de dureté entre les épaisseurs de section.

Le chrome est ajouté en petites quantités pour réduire le graphite libre, le refroidir et parce qu'il s'agit d'un stabilisateur de carbure puissant; le nickel est souvent additionné. Les ingrédients légers peuvent être ajoutés en remplacement de 0,5 % de chrome.

Le cuivre est ajouté dans la poche ou dans le four à raison de 0,5 à 2,5 % pour réduire le froid, affiner le graphite et augmenter la fluidité.

Le molybdène est ajouté en une quantité de 0,3 à 1 % pour augmenter la fraîcheur et améliorer la structure du graphite et de la perlite; il est souvent ajouté en combinaison avec du nickel, du cuivre et du chrome pour produire du fer à haute résistance.

Le titane lorsqu'il est introduit comme dégazeur et désoxydant, mais il augmente également la fluidité. 0,15 à 0,5% de vanadium est ajouté à la fonte pour stabiliser la cémentite, augmenter la dureté et augmenter la résistance à l'usure et à la chaleur. 0,1 à 0,3 % de zirconium aide à former le graphite, désoxygène et augmente la fluidité.

Dans les fontes malléables, du bismuth est ajouté à une échelle de 0,002 à 0,01% pour augmenter la quantité de silicium ajouté. Le bore est ajouté au fer blanc pour faciliter la production de fonte malléable; il réduit également l'effet grossier du bismuth.

Le type le plus courant est la fonte grise

La fonte grise se caractérise par une microstructure de graphite qui fait apparaître les fissures dans le matériau en gris. C'est la fonte la plus largement utilisée et le matériau de coulée le plus utilisé en poids. La plupart des fontes ont une composition chimique de 2,5 à 4,0 % de carbone, 1 à 3 % de silicium et le reste est du fer.

La fonte grise a une résistance à la traction et une résistance aux chocs inférieures à celles de l'acier, mais sa résistance à la compression est comparable à celle de l'acier à faible et moyenne teneur en carbone. Ces propriétés mécaniques sont contrôlées par la taille et la forme des flocons de graphite présents dans la microstructure et peuvent être caractérisées selon les directives données par l'ASTM.

Donc, dans l'ensemble, le moulage CI n'est vraiment que de la fonte. Cette fonte n'est qu'une partie du groupe spécialisé des alliages de fer et de carbone. Ne faites attention à la teneur en carbone que si elle est supérieure à 2 %. Et rappelez-vous ce que cela signifie, c'est juste un point de fusion très bas.

Les ingrédients de l'alliage modifient la couleur lors de la fissuration :la fonte blanche contient des impuretés de carbure qui permettent aux fissures de se déplacer de part en part. La fonte grise a des flocons de graphite, ce qui lui permet de refléter simplement la fissure et de créer de nombreuses nouvelles fissures lorsque le matériau se brise, et la fonte ductile est constituée de "nodules" de graphite sphériques qui inhibent le développement de nouvelles fractures. Tout est question de coulée CI !