Sélectionner la nuance optimale de fonte ductile pour vos besoins d'ingénierie

Dans la fonte ductile, le graphite prend la forme de petites sphères, contrairement à la fonte grise. Cette structure sphérique supprime la génération de fissures linéaires, permettant de résister à la déformation. Comme la fonte grise, de nombreuses nuances de fonte ductile peuvent être spécifiées pour offrir aux ingénieurs divers degrés de résistance à la traction et d'allongement. Différentes nuances s'obtiennent par ajout d'alliages et traitement thermique. Nous aborderons plus loin les différentes nuances pour vous aider à choisir le bon type. Mais d'abord, examinons les caractéristiques et applications de la fonte ductile.

Avantages de la fonte ductile / GS

• Coût : comparée aux aciers moulés, la fonte ductile a des coûts de fabrication inférieurs.
• Aptitude au moulage : température de coulée plus basse que l'acier, excellente finition de surface et possibilité de formes complexes avec changements de section.
• Allongement : certaines nuances dépassent 20 % d'allongement.
• Usinage : très facile à usiner, surépaisseur d'usinage minimale.
• Résistance à la traction : jusqu'à 900 N/mm².
• Poids réduit : grâce à la densité, la surépaisseur d'usinage et la capacité du moule, les pièces en fonte ductile sont bien plus légères que les équivalents en acier moulé.

Propriétés et applications de la fonte ductile

Contrairement aux plans affaiblis des lamelles de graphite dans la fonte grise, la forme discrète des nodules de graphite fait que les propriétés de la fonte ductile sont davantage déterminées par la matrice du matériau que par la forme du graphite. La fonte ductile a donc une résistance plus élevée, un allongement plus grand et une meilleure résistance à l'impact que la fonte grise. À l'état de coulée, une série de propriétés peut être générée en régulant la composition et le procédé, de la haute ductilité à la haute résistance. Cette gamme peut être étendue par ajustement des alliages et traitements thermiques ultérieurs (trempe, revenu, durcissement de surface). Bien que la production soit plus complexe que la fonte grise, il est possible de produire des formes complexes plus faciles à usiner que l'acier. La large gamme de propriétés permet d'utiliser diverses nuances dans de nombreuses applications : vilebrequins et arbres à cames automobiles, couronnes et bagues d'entraînement, remplacement de pièces forgées, broches et rotors à entraînement mécanique, engrenages, rouleaux de granulation, moules pour lingots d'aluminium, etc.

La fonte ductile offre des avantages de coûts de production et de traitement par rapport aux structures en acier, forgés et moulés, pour la ductilité et la résistance à l'impact, et un avantage de poids sur la fonte grise sujette aux fissures.

Comment choisir les nuances de matériau adaptées ?

Les nuances de fonte ductile (GS) varient selon les normes régionales. Aux USA, la norme courante est l'ASTM A536, avec des propriétés comme 60-40-18 (résistance à la traction 414 MPa, limite d'élasticité 276 MPa, allongement 18 %). Il faut communiquer les propriétés mécaniques requises à la fonderie avec une norme précise pour qu'elle fabrique vos pièces selon vos exigences. Choisir la bonne nuance n'est pas facile, un bagage technique est requis. Cependant, une fonderie professionnelle saura vous guider. Voici quelques repères pour comprendre les facteurs déterminants.

Vérifiez vos plans 2D et exigences techniques. Ils doivent indiquer les matériaux appropriés, et les plans finalisés doivent contenir l'information de nuance. Si vous savez seulement que vous avez besoin de fonte ductile sans exigences mécaniques particulières, choisissez 60-40-18 (GGG40, 400-12, 400-18, AS38, QT400-18). Si vous avez des exigences plus élevées en résistance, ténacité et rigidité, envisagez 65-45-12 ou 70-50-05. Pour une résistance très élevée et capacité de charge sous très haute pression, optez pour 80-60-03. Mais son allongement n'est que de 3 %, sa ductilité n'est pas idéale, ce qui affecte aussi sa résistance à l'impact. Il faut peser le pour et le contre.

Pour la nuance 60-40-18, elle peut fléchir sous de fortes charges (plus de 400 MPa) mais ne cassera pas comme la nuance 80-60-03. Ce type supporte des charges jusqu'à 600 MPa. Sans raison très spécifique, il est déconseillé de choisir une nuance supérieure à 600-3. Les nuances supérieures ont une résistance à la traction plus élevée, mais au prix d'un allongement de plus en plus faible. Plus la fonte ductile est résistante, plus elle devient fragile, réduisant la résistance à l'impact. De plus, ces hautes nuances exigent des niveaux de production plus élevés et des traitements thermiques supplémentaires, augmentant le coût global.

Fonte ductile / GS sur IMTS-Exhibition.com

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