Avez-vous entendu parler de la fonte blanche ?

La fonte est un poids de 2. pour cent-4 en poids. pour cent de carbone, 1 poids. %-3 en poids. pourcentage de silicium et des quantités moindres de composants mineurs en alliage de fer. En revanche, l'acier a une teneur en carbone inférieure et une teneur en silicium inférieure pouvant atteindre 2 % en poids. En s'alliant avec des quantités limitées de manganèse, de molybdène, de cérium, de nickel, de cuivre, de vanadium et de titane avant d'être coulée, la fonte peut également être encore optimisée. Elle est connue sous le nom de fonte blanche ou de fonte grise en fonction de la teneur en silicium de la fonte et peut être traitée ultérieurement à des températures spécifiques pour créer de la fonte malléable ou ductile.

Propriétés générales de la fonte blanche

La fonte est fortement appréciée pour sa capacité à être facilement coulée dans des formes compliquées lorsqu'elle est fondue et pour sa faible qualité. De plus, ses propriétés peuvent être facilement modifiées en ajustant la composition et la vitesse de refroidissement sans modifications importantes des procédés de fabrication. Ses autres principaux avantages par rapport à l'acier moulé sont l'usinage rapide, l'amortissement des vibrations, la résistance à la compression, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion. La résistance à la corrosion de la fonte est renforcée par l'ajout d'éléments mineurs tels que le silicium, le nickel, le chrome, le molybdène et le cuivre.

Formes de fonte et ses applications

La fonte peut être classée en fonte grise, fonte blanche, fonte malléable et fonte ductile en fonction de sa composition. Le gris de fonte a une couleur de fracture gris foncé en raison d'une microstructure graphitique, de fonte grise ou de fonte grise. La présence de flocons de graphite est due à l'inclusion de silicium qui, contrairement au carbure de fer, aide à stabiliser le carbone sous forme de graphite. Typiquement, la fonte grise a une composition de 2,5 wt. pour cent-4,0 en poids. pour cent de carbone et 1,0 wt. %-3,0 en poids. pourcentage de silicium.

Applications en fonte grise

La couleur la plus courante de la fonte est le gris. Il est utilisé dans des applications telles que les blocs-cylindres de moteurs à combustion interne, les volants d'inertie, les carters de boîtes de vitesses, les collecteurs, les disques de frein à disque et les ustensiles de cuisine, où sa rigidité élevée, son usinabilité, son amortissement des frottements, sa puissance thermique élevée et sa conductivité thermique élevée sont bénéfiques. La norme internationale ASTM A48 est une classification largement utilisée pour la fonte grise. La fonte grise est évaluée en fonction de sa résistance à la traction dans le cadre de ce schéma, la fonte grise de catégorie 20, par exemple, ayant une résistance à la traction minimale de 20 000 psi (140 MPa).

Fonte Blanche

En raison de la présence de carbure de fer, ou cémentite Fe3C, la fonte blanche a une couleur de fracture blanche. Contrairement au graphite, la présence de carbone sous cette forme résulte d'une plus faible teneur en silicium par rapport à la fonte grise. Habituellement, la fonte blanche comprend 1,8 poids. pour cent-3,6 en poids. pour cent de biomasse, 0,5 wt. pour cent-1,9 poids. Pourcentage de silicium et 1,0 % en poids – 2,0 % en poids de manganèse. Les fontes blanches sont très résistantes à l'usure et délicates. En raison de leur microstructure contenant des fragments massifs de carbure de fer, ils présentent une dureté élevée et ne sont pas facilement usinables.

Applications de la fonte blanche

Dans les sections résistantes à l'abrasion où la fragilité est d'une importance limitée, telles que les chemises de coque, les pompes à lisier, les broyeurs à boulets, les barres de levage, les buses d'extrusion, les bétonnières, les raccords de tuyauterie, les brides, les concasseurs et les roues de pompe, la fonte blanche est utilisée. La fonte blanche à haute teneur en chrome, ASTM A532, est une qualité typique de fonte blanche. Cela inclut le nickel et le chrome pour les applications de forte abrasion à faible effet.

Fonte malléable

Par un traitement thermique de recuit lent de la fonte blanche, des fontes malléables sont formées. Il en résulte la conversion du carbone en graphite sous la forme de carbure de fer en fer blanc, la ferrite ou la perlite étant composées de la matrice restante. Dans le type de formes circulaires ou nodulaires, le graphite est présent. Une forte malléabilité et une bonne ductilité sont démontrées par la fonte malléable. Il présente une forte résistance aux fissures à basse température en raison de la diminution de la teneur en silicium par rapport aux autres fontes.

Applications de la fonte malléable

La fonte malléable est utilisée pour les raccords et machines électriques, les outils à main, les raccords de tuyauterie, les rondelles, les supports, le matériel agricole, le matériel de construction et les pièces de machine, en raison de sa résistance à la traction et de sa ductilité élevées. L'ASTM A47 est une classification courante pour la fonte malléable.

Fer coulé ductile

L'existence de graphite sous forme de nodules sphériques, comme pour la fonte malléable, est caractérisée par la fonte ductile, également appelée fonte nodulaire et fonte à graphite sphéroïdal. Contrairement à la fonte malléable, la fonte ductile est formée par une composition chimique particulière, et non par un traitement thermique de la fonte blanche. 3,2 poids pour cent-3,6 en poids. pour cent de carbone, 2,2 poids. pour cent-2,8 en poids. % de silicium et 0,1 % en poids. %-0,22 en poids. pourcentage de manganèse, ainsi que des concentrations plus faibles de magnésium, d'arsenic, de cuivre et de soufre, la structure sphérique des inclusions de graphite, est responsable de l'existence du manganèse.

Implémentations en fonte ductile

Cet acier est plus ductile que la fonte grise ou blanche en raison de sa microstructure. Il est utilisé comme conduit en fonte ductile pour les infrastructures d'eau et d'assainissement à cet effet. Il est également capable de résister aux cycles thermiques et est également utilisé dans les engrenages et les modules de suspension des automobiles, les freins et les soupapes, les pompes et les pièces hydrauliques et les boîtiers d'éoliennes. La norme ASTM A536 est généralement connue sous le nom de fonte ductile.

Stockage et production de fonte blanche

Le fer doit être retiré du minerai de fer pour fabriquer de la fonte. Dans un haut fourneau, le minerai est fondu où il se sépare en fonte brute et en laitier. Le four est chauffé dans une atmosphère d'oxygène à environ 1800 degrés Celsius et les scories produites remontent à la surface et peuvent être éliminées. La fonte fondue produit du carbone d'environ 3 % en poids. pour cent-5 en poids. pour cent. Ensuite, le fer, le charbon, le coke et le calcaire y sont mélangés. La teneur en carbone est abaissée jusqu'à ce que les impuretés soient séparées sélectivement de ce fer. Afin de transformer la teneur en carbone en graphite ou en cémentite, du silicium peut être ajouté à ce stade. Après cela, le fer est coulé dans différentes formes et c'est de la fonte blanche.