BE407285A

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Publication number: BE407285A
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Description


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  Alliage de fonte pour moulage en coquille. 



   La présente invention se rapporte un alliage de fonte pour moulage en coquille. Dans un alliage de fonte connu, avec les teneurs habituelles en carbone (2 à 4 %), en silicium   ,la,   25 à 2 %) et en manganèse (0,25 à 2 %), une addition de nickel accroît la dureté de surface et la résistance de l'alliage, ce qui est dû au fait qu'une addition d'environ 4,2 % et davantage de nickel dans la fonte pour moulage en coquille produit la texture martensitique des cristaux mixtes.

   Mais la profondeur de trempe de la fonte pour moulage en coquille est réduite par le nickel exactement comme par le silicium, car le nickel agit de façon à former du gra- 

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   phite,   de telle sorte que, pour la teneur élevée mentionnée en nickel, les pièces de fonte moulées en coquille se solidifieraient à l'état de fonte grise pure. Par conséquent, dans des alliages de fonte pour moulage en coquille de ce genre, il est nécessaire d'ajouter encore un élément, qui accroît la profondeur de trempe et qui s'oppose à la forma¯ tion de graphite.

   Un tel élément est constitué par le chrome ;   c'est   la raison pour laquelle du chrome est ajouté également dans l'alliage de fonte connu et le rapport du nickel au chrome est de 2 à 3:1; de préférence environ 2,5:1,
Or, il a été constaté en pratique que le chrome, qui constitue un élément d'accompagnement du fer qui n'est pas toujours désirable pour le mouleur, a non seulement pour effet que la lecture de la profondeur de trempe, en raison des points à peine perceptibles de graphite dans la zone de transition, devient une opération exigeant beaucoup de soin, mais qu'il rend également le fer visqueux, ce qui conduit facilement à la formation de pores et d'oxydes.

   Les bonnes propriétés, engendrées en général par le nickel, surtout la   facilité   d'usinage dans la fonte grise solidifiée sont presque complètement supprimées à nouveau par une addition importante de chrome. 



   L'invention est basée sur l'idée de remplacer le nickel en partie ou en totalité par du manganèse, molybdène ou tungstène, qui agissent également comme la nickel sur la transformation des cristaux mixtes en donnant lieu à la formation de martensite, mais qui, contrairement au nickel, accroissent la profondeur de trempe,   c' est   à dire favorisent la formation de carbure et permettent de supprimer l'addition de chrome. 



   Il est décrit ci-après, en référence aux fig, 1,2 et 2a, de f açon   détaillée,   deux essais qui ont été   réalisés   à titre d'exemple avec des alliages de fonte au manganèse seul et avec des alliages de fonte au manganèse et au nickel. 

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   La   fige 1 représente   une courbe, qui montre l'accrois- sèment de dureté de fonte pour moulage en coquille habituel, sans constituant d'alliage, par une addition croissante de manganèse. La dureté provoquée par la teneur en carbone a été retranchée de la dureté totale, en la calculant   d' après   la formule   #   = 112,3 x+ 55 (x = % C), de sorte que l'accroissement de dureté doit être attribué à l'action du manganèse seul.

   On peut constater qu'il existe, entre 6,5 % et 9,5 % de manganèse, un maximum qui est caractérisé, au point de vue métallographique, par une texture martensiti- que des cristaux mixtes, A gauche de ce maximum (en-dessous de 6,5   %   environ de Un), les cristaux mixtes sont sorbiti-   ques, à   droite de ce maximum (au-dessus de   9,5   % environ de Un), ils sont austénitiques, et par mite, dans les deux cas, plus tendres que les cristaux mixtes martensitiques. La teneur de 8 % en Mn est considérée comme étant la teneur optimum.

   La dureté de tels alliages de fonte au manganèse sans chrome s'élève, sur la surface trempée, essentiellement aussi à environ 740 unités Brinell (cette dureté étant me- surée avec la bille en Widia), comme les alliages au nickel mentionnés au début de la présente description, avec 4,2 % et davantage de nickel et   avec ],8 %   de chrome. Ceci dé- montre non seulement que le nickel peut être remplacé en totalité ou en partie par le manganèse en vue d'obtenir   a   le même effet, mais il en résulte également que, déjà par- tir d'une certaine teneur en manganèse, le chrome peut être complètement supprimé. 



   Les fig. 2 et 2a montrent qu' avec une teneur en nickel décroissant à partir de 4,2 % et avec une teneur croissan- te correspondante en manganèse, pour la   même   dureté (voir fig. Sa), il faut, pour obtenir la profondeur de trempe nécessaire, une teneur en chrome rapidement décroissante. 



  Il est en outre visible que la teneur en nickel, dans l'al- liage connu de fonte pour le moulage en coquille, peut être 

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 remplacée par du manganèse, notamment dans un rapport bien déterminé. IL faut en effet allier en manganèse, en outre de la proportion de 0, 6 %   .(le   Mn déjà contenue dans 1'  allia¯     ge,   au moins une proportion correspondant à environ 177 % du nickel manquant pour la formation de martensite. Ceci est expliqué par l'exemple suivant :
L'alliage doit contenir 1,2 % de nickel. Il faut donc remplacer 4,2 - 1, 2 = 3 % de nickel. Il faut au total: 3 x 1,77 5,3 % de Mn + 0, 6 % de Mn déjà existant * 5,9 % de Mn. 



   Il a en outre été établi que, pour le remplacement total du nickel par environ 8 % de Mn (4,2 x 1,77 = 7,4 +   0  ,6 %), sans addition de chrome, une addition d'environ 2 % de silicium est nécessaire. Des essais, réalisés avec du molybdène et du tungstène, ont donné des résultats optima pour des teneurs de 1-3 % de   molybdène   ou de tungstène et de molybdène   et 4 5 -   3 % de nickel. Les conditions étaient analogues pour des alliages, dans lesquels le molybdène était remplacé en partie par du manganèse.

Claims

Ces alliages suivant l'invention se caractérisant surtout par le fait qu'avec ceux-ci la facilité de lecture de la profondeur de trempe est notablement accrue, que la proportion de rebuts de moulage est par conséquent réduite et que la facilité d'usinage des pièces moulées, pour autant qu'il s'agit de moulage en terre, est améliorée de fa- çon tout à fait remarquable. L'addition de tungstène produit une texture particulièrement fine de la martensite, de sorte au'on obtient un accroissement ultérieur de la dureté avec un accroissement notable de la finesse du grain, R E S U M E .

L'invention concerne: 1 - Un alliage de fonte pour moulage en coquille avec les <Desc/Clms Page number 5> (0,25 à 2 %) et en manganèse (0,25 à 2 %), caractérise en @ ce que la teneur en nickel, habituelle avec ces alliages, est remplacée en totalité ou en partie par une teneur en manganèse, molybdène ou tungstène.

2 - Des formes de réalisation de l'alliage suivant I, dans lesquelles: a/ la proportion manquante en nickel, pour la teneur minimum en nickel nécessaire pour la formation de martensi- te, est remplacée par une pe-roportion en manganèse corres- pondant à 177 % au moins de cette proportion en nickel, en outre de la teneur en manganèse de 0, 6 % existant déjà dans l'alliage; @ / l'alliage, sans nickel, contient environ 8 % de manganèse et 2 % de silicium, mais pas de chrome; c/l'alliage avec 1, 2 % de nickel contient au moins 5,9 % de manganèse, environ 1,2 % de silicium, mais pas de chrome; ci/ le manganèse est remplacé, en totalité ou en partie, par du molybdène, toutefois pas dans une proportion supérieure à 3 % ;

c/ l'alliage contient 1-3 % de tungstène.