Fonte grise démystifiée : propriétés, nuances et applications industrielles

Sous charge de traction, les lamelles de graphite agissent comme concentrateurs de contrainte, la rendant fragile en traction mais résistante en compression et nodularité. C'est aussi un matériau peu coûteux, facile à couler avec risque minimal de retrait. C'est pourquoi la fonte grise sert pour pièces de pompe à exigences de résistance moyennes. Grâce à sa grande capacité d'amortissement des vibrations, elle est aussi courante pour les blocs moteurs. Cet article examine les caractéristiques de la fonte grise et analyse les différences principales avec la fonte nodulaire.

Nuances et applications de la fonte grise

Fonte grise EN-GJL-300 (GG30) est alliée pour obtenir d'excellentes propriétés : résistance à l'usure, résistance et réponse au traitement thermique supérieures à EN-GJL-200/250, tout en conservant une bonne usinabilité et excellente finition. Amortissement bruit/vibrations excellent. Utilisée pour machines-outils lourdes, corps de presses, pièces hydrauliques haute pression, châssis, engrenages, bagues, segments de piston, cames, vilebrequins, blocs-cylindres, culasses, etc.

EN-GJL-200 et 250 (GG20, GG25) offrent une usinabilité exceptionnelle et grande résistance à la chaleur et corrosion. EN-GJL-250 (GG25) est l'alliage de fonte grise le plus courant. Bon compromis résistance/usinabilité, finition haute qualité. Fonte laminée à structure principalement perlite. Facile à finir, très efficace pour atténuer son et vibrations. Résistance et usure limitées, traitement thermique non recommandé pour augmenter dureté. Adaptées à toutes pièces mécaniques non soumises à fortes contraintes : barres de poêle de vieilles locomotives, barres en G et ponts pour navires et rails à vapeur. Poteaux d'éclairage, moules à lingots pour or et banques. Cylindres, bases, lits de machine, volants, chemises de cylindre, blocs-cylindres, pistons, roues de frein, boîtes de vitesses, soupapes de pression, plaques d'accouplement, etc.

EN-GJL-100 et 150 (GG10, GG15) sont les nuances de base les plus basses. Adaptées aux pièces simples à faibles exigences : couvercles, protections, châssis, volants, manches, boîtes, poulies, établis, corps de pompe, tubes, vannes, etc.

Propriétés les plus importantes de la fonte grise

• Résistance à la compression : La fonte grise a une haute résistance à la compression, utilisée pour piliers et colonnes. Peut égaler certains aciers doux.
• Résistance à la traction : Variable selon nuances. Certaines : 5 tonnes/pouce², d'autres 19, moyenne 7. L'ajout de vanadium augmente la résistance.
• Résistance à la déformation : Idéale pour châssis robustes, très haute résistance à la déformation. Mais des problèmes de construction peuvent faire s'effondrer même des structures en fonte grise.
• Point de fusion bas : 1140 °C à 1200 °C.
• Résistance à l'oxydation : Haute capacité antirouille par réaction oxygène-fer. Solution idéale contre la corrosion.

Différences entre fonte grise et fonte nodulaire

Microstructure : La fonte grise contient des lamelles de graphite formées lors du calibrage, donnant une couleur grise à la fracture et influençant les propriétés physiques. La fonte nodulaire a une microstructure de boules de graphite discrètes. Elle est produite par alliage transformant les lamelles de la fonte grise en nodules, augmentant la probabilité de fissures — mais grâce à cette transformation, le métal obtient d'excellentes propriétés de ductilité et d'allongement.

Propriétés physiques : La fonte nodulaire a un avantage absolu en résistance. Résistance à la traction max 90 000 psi vs 35 000 psi pour la grise. En limite d'élasticité, la nodulaire est supérieure. Max 40 000 psi vs grise pas très dure, fracture simple. La nodulaire a plus de résistance et d'élasticité. Plus haute résistance, allongement et résistance à l'impact. La série nodulaire offre aux ingénieurs une combinaison unique : résistance, usure, fatigue, ténacité, et excellente ductilité. Dans toutes ses classes, la nodulaire a des propriétés mécaniques idéales pour composants mécaniques et automobiles. La fonte grise reste le plus durable des métaux de fonderie et le plus utilisé pour la construction, sauf l'acier forgé. Elle est extrêmement bon marché et disponible en grandes quantités dans presque toute fonderie.

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