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RÉSUMÉ
Cet article décrit en détail les variétés de fontes, leurs procédés de fabrication, structures micrographiques et applications. Les fontes blanches, obtenues par refroidissement rapide et teneurs spécifiques en manganèse et silicium, sont caractérisées par une dureté élevée, et utilisées dans des applications résistantes à l'usure après stabilisation thermique. Les fontes grises, avec du carbone sous forme de graphite, ont des structures complexes et des applications diverses, notamment dans la construction mécanique et le génie chimique. Les fontes malléables, améliorées par des traitements thermiques spécifiques, sont conçues pour optimiser leur malléabilité. Le procédé de fabrication des fontes grises à graphite sphéroïdal (GS) est également expliqué, mettant en lumière l'influence des éléments d'alliage et des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques et structures matricielles, facilitant une large gamme d'applications industrielles. Le document détaille aussi les traitements thermiques comme la stabilisation, la ferritisation, la graphitisation et la trempe, modifiant les propriétés mécaniques des fontes pour des applications spécifiques.
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This article meticulously outlines the varieties of cast iron, their manufacturing processes, micrographic structures, and applications. White cast irons, achieved through rapid cooling and specific manganese and silicon content, are characterized by high hardness, used in wear-resistant applications after thermal stabilization. Gray cast irons, with carbon in the form of graphite, have complex structures and diverse applications, notably in mechanical construction and chemical engineering. Malleable cast irons, enhanced through specific heat treatments, are designed to optimize their malleability. The manufacturing process of spheroidal graphite (SG) cast irons is also explained, highlighting the influence of alloying elements and heat treatments on the mechanical properties and matrix structures, facilitating a wide range of industrial applications. The document also details heat treatments like stabilization, ferritisation, graphitisation, and quenching, altering the mechanical properties of cast irons for specific applications.
Auteur(s)
-
Thibault FOURCADE : Ingénieur - Cet article est la version actualisée de l’article [TBA1064] intitulé « Les fontes » rédigé et paru en 2004.
INTRODUCTION
Les fontes, alliages fer-carbone, se distinguent par leurs structures micrographiques et propriétés mécaniques, adaptées à une multitude d'applications industrielles. Les différentes variétés de fontes, obtenues par des procédés de fabrication et des traitements thermiques spécifiques, offrent des possibilités d'application étendues. Cette étude explore les caractéristiques, la fabrication et les applications des fontes blanches, grises et malléables, ainsi que des fontes grises à graphite sphéroïdal (GS), en mettant un accent particulier sur les traitements thermiques qui modifient leurs propriétés mécaniques pour des utilisations ciblées.
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KEYWORDS
heat treatments | malleable cast irons | spheroidal graphite
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Fontes blanches7. Glossaire
Austénite ; austenite
Phase solide et non magnétique de l'acier et des fontes, caractérisée par une structure cristalline cubique à faces centrées. Elle se forme à haute température et peut être stabilisée à température ambiante par des éléments d'alliage comme le nickel ou le manganèse.
Bainite ; bainite
Structure microstructurelle du fer et des aciers obtenue par un traitement thermique spécifique. Elle offre une bonne résistance mécanique et une meilleure ductilité que la martensite.
Cémentite ; cementite
La cémentite est un composé intermétallique de fer et de carbone, représentant la phase la plus dure dans le système fer-carbone. Elle peut poser des difficultés d'usinage et est souvent modifiée par des traitements thermiques pour améliorer les propriétés du matériau.
Cycle de traitement ; treatment cycle
Il s'agit des étapes spécifiques du traitement thermique appliqué à la fonte pour obtenir des structures spécifiques visant à améliorer la malléabilité et/ou la résistance mécanique du matériau.
Dureté Brinell ; Brinell hardness
La dureté Brinell est une mesure de la dureté d'un matériau, obtenue en pressant une bille d'acier dur dans le matériau et en mesurant la taille de l'empreinte laissée. Elle est exprimée en termes de HB (hardness Brinell).
Eutectique ; eutectic
Un eutectique désigne une composition particulière dans un système binaire ou ternaire, à laquelle la solidification se produit à température constante.
Ferrite ; ferrite
La ferrite est une phase solide du fer, caractérisée par une structure cristalline cubique centrée et une faible teneur en carbone.
Fonte blanche ; white cast iron
La fonte blanche est un type de fonte caractérisée par sa dureté et sa fragilité dues à la cémentite (Fe3C) qu'elle contient. Elle est obtenue par une température de coulée basse, un refroidissement rapide, une concentration élevée de manganèse et une faible teneur en silicium.
Fonte grise ; grey cast iron
La fonte grise est un type de fonte caractérisée par la présence de carbone sous forme de graphite lamellaire, qui influence ses propriétés mécaniques et sa ductilité.
...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LAPLANCHE (H.) - Les Fontes et leurs traitements thermiques. - Éditions Desforges (1975).
-
(2) - LAPLANCHE (H.), LAINE (J.) - Les fontes et leurs traitements thermiques : tome 1, métallurgie structurale. - Éditions PYC (1975).
-
(3) - CHARBONNIER (J.), MARGERIE (J.-C.) - Les fontes et leurs traitements thermiques. - Éditions PYC et Desforges (1975 et 1976).
NORMES
-
Matériaux isolants thermiques industriels – Produits sous forme de rouleaux et de plaques fabriqués en usine – Spécifications. - NF EN 12513 - 2011
-
Fonte – Fonte grise. - NF EN 1561 - 2011
-
Traitement thermique des fontes – Termes et définitions. - NF EN ISO 4885 - 2018
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