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" PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA PRODUCTION DE LA FONTE"
Il est bien connu que la fonte augmente de volume ou gonflelorsqu'elle est soumiseà un échauffement inter- mittent ou continu. Les gaz oxydants qu'entourent l.e fer chauffe pénètrent dans le métal, en passant notamment par les canaux formés par les veines de graphite, et donnent naissance au phénomène dit le gonflement ou d'oxydation intérieure du métal et lequel provoque un accroissement constant du poids et du volume du dit métal et diminue la résistance mécanique de ce dernier.
En outre l'oxydation extérieure, c'est-à-dire l'oxydation de la surface extérieure du métal a pour effet l'effeuillage ou la formation d'une écaille, laquelle écaille, ayant une faible résistance
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mécanique se détache et expose une nouvelle surface à l'oxydation. La rapidité de ces modifications ou alté- rations dépend, entre autres, de la température atteinte et de la durée des périodes d'échauffèrent.
On croit généralement que ces changements dûs à l'oxydation s'ac- centuent avec la quantité de silicium entrant dans la. composition du métal, par conséquent, là où il s'agit de produire des articles de commerce en fonte, qui doivent être exposés à la chaleur, il est devenu d'usage de maintenir le pourcentage de silicium à un minimum permettant de produire des moulages parfaits et propres à l'usinage.
Cet usage est assurément basé sur une com- préhension incomplète du phénomène de gonflement :le la
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fonte et, contraii-cment Îi ce qui est. gsnéra10mp.nt admis, les expériences relatives à J 11ré3E'tl-<;e intention ont démontré que le silicium peut t.:r.'e employé avec succss en vue de réduire ou de supprimer le Lna7 cmolt tout en per- mettant d'obtenir des 111oulag(w parfaits et propres a l'usinage, à condition que l'on tienne suffisamment compte de la quantité et de l'état du carbone entrant dans la composition du métal.
La présente invention a pour objet de réduire
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ou de supprimer le gonflement et ou l'ocaillcrnent du fer sous l'effet de 1 'ox:,rda.tioJl 1 des tel'lp4:ratures élevées, tout en laissant au métal les caractéristiques désirables,
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tel que l'aptitude à l'usinage. A. cet effet l'invention comporte l'emploi d'une quantité appropriée de ::;iliciur.1 en plus de cellegénéralement utilisée dans la fonte grise, la quantité de silicium n'étant pas inférieure
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à 4% ni supérieure 3, 10%, :31..1.iv8.nt :La. tcmpcr3.!'.':ro .le travail à laquelle doit être s.O.1lmisl 'obj 8 t fabriqué avec cette fonte.
Il est également nécessaire
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d'éviter l.a formation d'épaisses veines de graphite.
Pour une fonte donnée, plus les veines de graphite seront minces, meilleures seront les propriétés mé- caniques du métal et plus grande sera sa résistance au gonflement.
Comme il est bien connu des métallurgistes, les proportions exactes des éléments entrant dans la composition du métal en vue de produire une fonte propre à l'usinage et possédant toutes les autres propriétés mécaniques nécessaires, sont modifiées sous l'effet d'autres constituants, tels que d.es petites quantités de manganèse, de phosphore et de soufre dont la présence est inévitable dans les matières premières ou l.esquels sont fatalement introduits dans ces dernières pendant le procédé de fabrication.
Par conséquent, la composition du fer propre à l'usinage et résistant à la chal.eur, suivant l'invention, est sujette à toutes les modifications qui peuvent s'imposer par la présence de petites quantités de tels ou autres constituants, toutefois la teneur en sili- ci\un n'est en aucun cas inférieure à 4%. pour amener le graphite à l'état désiré, dans le le moulage fini, les proportions exactes utilisées dans la production du fer, doivent, comme le savent Les métal- l.urgistes, être modifiées suivant les facteurs qui déter- minent le taux de refroidissement du métal. et notamment:
la masse et l'épaisseur désirées des moulages, la compo- sition, la masse, la température spécifique et la conducti- bilité calorifique de la matière du moule, la température du moule, la température de fusion et celle de coulée du métal et plusieurs autres conditions de fusion, En résumé, les mélanges suivant la présente invention sont susceptibles de modifications qui peuvents'avérer nécessaires au point
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de vue métallurgique, suiva.nt Le taux de refroidissement. du métal.
L'exemple ci-dessous peut servir comme indice du perfectionnement que l'on peut attendre de l'emploi de la fonte traitée suivant l'invention: Des barres de fer d'un diamètre de 1", coulées en sable et établies avec un mélange contenant 3% de carbone totale 1% de manganèse, 0,05% de soufre et 0,3 % de phosphore, après avoir été chauffées à 900 C dans du bioxyde de carbone humide, et pendant dix périodes de quatre heures ont subi une aug- mentation de volume de L'ordre de 12% dans le cas de toutes les fontes grises contenant jusqu'à 1,5 % de silicium ( la limite généralement appliquée au fer résistant aula chaleur).
Au delà de ce pourcentage de silicium et jusqu'à une limite de 2,75 % de silicium, l'augmentation de volume était de 20 %. Au delà de ce pourcentage de silicium et jusqu'à une limite de 3,5 % de silicium l'augmentation de volume était de 30%. Au delà de 4 % de silicium l'augmenta- tion de volume est tombée jusqu'à 6 % pour tomber finale- ment à 3 %.
Pour obtenir les meilleurs propriétés mécaniques à des températures ordinaires il est nécessaire d'utiliser la quantité minimum de silicium, qui est indispensable pour. obtenir la résistance désirée du fer 'il la température de travail. Ainsi par exemple si la température de travail est supérieure à 9000 C et inférieure à 1000 C , la propor- tion minimum du silicium doit 'être de 5%, pour donner au métal des propriétés qui lui permettront de résister,avec succès, à ces températures. pour obtenir les meilleurs résultats possibles avec une tempéra,ture de 1000 C on doit employer tout au moins 6% de silicium.
L'exemple ci- après fait ressortir l'importance qu'il y a à maintenir @
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un rapport déterminé entre la teneur en silicium et la température de travail: une masse de fer contenant 2,4 % de carbone et 5 % de silicium, chauffée à 1000 C dans du bioxyde de carbone humide et pendant cinq périodes de quatre heures a subi une augmentation de volume de
15%. Une autre masse de fer, contenant 6% de silicium, mais identique à la première en ce qui concerne les autres composants et chauffée dans des conditions analc- ,Sues, a vu son volume augmenter de 4% seulement.
Les expériences relatives à la présente inven- tion ont également démontré que, une addition d'aluminium, allant jusqu'à 10%, par exemple, améliore la résistance à la chaleur du fer.;L'effet combiné du silicium et de l'aluminium sera mieux compris à l'aide de l'exemple suivant: 'Une fonte grise contenant 5% de silicium et 2% d'aluminium offrait, à une température de 1000 C une résis- tance beaucoup plus élevée au gonflement et à l'écaillement qu'un alliage identique chauffé dans des conditions analo- gues mais ne contenant pas d'aluminium.
Un alliage con- tenant 5% de silicium et 8% d'aluminium n'a subi ni gon- fl.ement niécaillement au cours d'un échauffement de cinq périodes de quatre heures et à une température de 1000 Cn et est sorti du fourneau dans un état propre et sans souil- lure.
REVENDICATIONS.
1 ) Une fonte grise résistant à la chaleur et propre à l'usinage, dont la teneur en silicium n'est pas inférieure 4% ou est comprise entre 4% et 10% et dans laquelle fonte les veines de graphite sont finement divisées, substantiel- lement comme décrit.
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