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L'invention concerne des perfectionnements aux traitements ther- miques de pièces de fonte coulées blanches et graphitisées par recuit con- sécutif. Elle se rapporte plus particulièrement au procédé qui consiste dans le cycle de traitement suivant comportant trois phases :
1) - austénisation suivie de trempe martensiique étagée.
2) - revenu et germination du graphite à température précise de l'ordre de 450 et variable selon la composition.
3) - graphitisation consécutive à haute température (comprise gé- néralement entre 800 et 950 ).
Ce procédé présente des difficultés dans le cas de traitement de grosses pièces, dont les dimensions transversales peuvent atteindre et dé- passer 4 à 7 cm tels que des viiebrequins de moteurs d'automobile, en raison de la dimension des bains de sels nécessaires et de la difficulté, d'obtenir une vitesse de refroidissement suffisante pour obtenir la struc- ture quasi martensitique.
Il a été découvert, selon l'invention, qu'on peut obtenir des bons résultats dans la fabrication en sérié de telles pièces coulées blan- ches même en sable à noyaux, ou en carapace, sans ation de tapures malgré la dimension et la forme des pièces, si l'austénisation ayant eu lieu à température convenable : comprise entre 780 à 8800 pendant une durée suf- fisante pour l'homogénéisation de température et l'équilibre structural (20 minutes à 1 heure 30 minutes ), la pièce est ensuite soumise à un re- froidissement à l'air calme jusqu'à ce que la surface soit abaissée à une température comprise entre 650 et 700 (soit environ 680-et 7800 à coeur) avant d'être immergée dans le bac de trempe d'eau ou d'huile, froide ou chaude.
Cette définition du refroidissement intermédiaire est caractérisée par le fait que dans les parties les plus refroidies de la pièce la struc- ture est restée austénique et prend encore la trempe martensitique durcis- sante par immersion dans le liquide de trempe.
Il est remarquable que par l'emploi de cette trempe différée sur des pièces en fonte blanche, on puisse avec une parfaite régularité éviter les tapures.
Ce procédé s'applique en particulier à la fonte suivante :
EMI1.1
Mn si au Ni Zr Ti Ai 10 Mn 1 ffi----j-----a 05 5h 2 1 1 1, 35 o,75 0, 05 o,05 0,3 OY03 0, 06
Ainsi,par exemple, des vilebrequins avec ligne d'arbre de 40 mm de diamètre sont coulés en sable à noyau en fonte blanche. Ces moulages blancs sont austénisés par exemple à 840 1 heure, puis refroidie à l'air calme jusqu'à ce que la surface soit entre 650 et 700 selon que l'on considère les régions les plus minces ou les plus épaisses, puis les pièces sont immergées dans l'huile.
Après trempe, ces moulages sont soumis au revenu de germination à 440 durée 4 à 5 heures, puis avec ou sans refroidissement intermédiai- re, les moulages sont portés à 9200 2 heures, puis refroidis à l'air calme
On obtient ainsi les caractéristiques suivantes : - absence totale de cémentite primaire ; - nombre de nodules de graphite par millimètre carré: 2.000 à 6.000 ;
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- caractéristiques de traction : R = 80 à 100 kg/ mm2;
A% = 5 à 7% (suivant les normes françaises en vigueur pour les aciers); - limite d'endurance en flexion rotative; 36 kg/mm2,
Eventuellement, on peut, après la graphitisation à 920 , effectuer une graphitisation partielle ou totale de la perlite entre 650 et 700 , ou faire un traitement de qualité comportant trempe et revenu, ou effectuer un durcissement superficiel.
Le procédé s'applique également aux pièces minces (c'est-à-dire inférieures à 10 mm) de forme compliquée, coulées en coquille avec ou sans pression. Il s'applique dans ce cas, notamment à la composition suivante de fonte :
EMI2.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> S <SEP> P <SEP> Ti <SEP> Al
<tb> 2 <SEP> 1 <SEP> 1,5 <SEP> 1,35 <SEP> 0,05 <SEP> 0,05 <SEP> 0,05 <SEP> 0,05
<tb>
Des moulages blancs de cette composition sont austénisés à 810 , refroidis à l'air calme jusqu'à 7000 en surface, puis trempés à l'eau ou à l'huile sans risque de tapures malgré les parties anguleuses. Ces pièces sont revenues 2 heures à 440 , puis portées 1 heure à 885 et refroidies à l'air calme.
On obtient ainsi 6.000 à 30.000 grains de graphite par millimètre carré ; R = 80 à 100 kg/ mm2; A % = 5 à 7 %
REVENDICATIONS
I) Procédé de fabrication de pièces en fonte coulées blanches et
EMI2.2
graphi td.sé,oD:' 11ïrlp1t)-.trM,teW'e:1t:
1 - Austénisation et trempe martensitique ;
2 - Revenu-et germination du graphite ;
3 - Graphitisation du graphite primaire à haute température ; caractérisé par le fait que pour éviter après l'austénisation du premier cycle de traitement, les pièces sont refroidies à l'air calme sans transformation et à températures aussi basses que cela est compatible avec la trempe martensitique dans l'immersion consécutive dans le milieu de trempe.
Il) Procédé selon dans lequel on opère après austénisation vers 840 un refroidissement à l'air calme jusqu'à ce que la température de'la surface soit comprise entre 650 et 700 ,' puis une immersion de la pièce dans l'huile ou dans l'eau.
III) Application du procédé selon I) à des pièces de fonte de com- position.
EMI2.3
<tb>
<tb> <SEP>
Mn <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> Ni <SEP> S <SEP> P <SEP> Zr <SEP> Ti <SEP> A1
<tb>
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The invention relates to improvements in the heat treatment of white cast iron parts and graphitized by consecutive annealing. It relates more particularly to the process which consists in the following treatment cycle comprising three phases:
1) - austenization followed by stepped martensiic quenching.
2) - tempering and germination of the graphite at a precise temperature of the order of 450 and variable according to the composition.
3) - consecutive high temperature graphitization (generally between 800 and 950).
This process presents difficulties in the case of the treatment of large parts, the transverse dimensions of which can reach and exceed 4 to 7 cm such as crankshafts of automobile engines, because of the size of the salt baths required and of the difficulty of obtaining a cooling rate sufficient to obtain the quasi-martensitic structure.
It has been discovered, according to the invention, that good results can be obtained in the mass production of such white castings even in core sand or in shell, without ation of tapures despite the size and shape. parts, if the austenization having taken place at a suitable temperature: between 780 and 8800 for a period sufficient for temperature homogenization and structural equilibrium (20 minutes to 1 hour 30 minutes), the part is then subjected to cooling in still air until the surface is lowered to a temperature of between 650 and 700 (i.e. approximately 680 -7,800 at core) before being immersed in the quenching tank of water or oil, cold or hot.
This definition of intermediate cooling is characterized by the fact that in the cooler parts of the part the structure has remained austenic and still takes the hardening martensitic quenching by immersion in the quench liquid.
It is remarkable that by using this delayed quenching on white cast iron parts, it is possible with perfect regularity to avoid tapures.
This process applies in particular to the following cast iron:
EMI1.1
Mn si au Ni Zr Ti Ai 10 Mn 1 ffi ---- j ----- a 05 5h 2 1 1 1, 35 o, 75 0, 05 o, 05 0.3 OY03 0, 06
So, for example, crankshafts with a 40 mm diameter shaft line are cast in sand with a white cast iron core. These white casts are austenized for example at 840 1 hour, then cooled in still air until the surface is between 650 and 700 depending on whether we consider the thinnest or thickest regions, then the parts. are immersed in oil.
After quenching, these moldings are subjected to germination tempering at 440 for 4 to 5 hours, then with or without intermediate cooling, the moldings are brought to 9200 2 hours, then cooled in still air.
The following characteristics are thus obtained: - total absence of primary cementite; - number of graphite nodules per square millimeter: 2,000 to 6,000;
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- tensile characteristics: R = 80 to 100 kg / mm2;
A% = 5 to 7% (according to the French standards in force for steels); - endurance limit in rotary bending; 36 kg / mm2,
Optionally, after graphitization at 920, it is possible to carry out partial or total graphitization of the perlite between 650 and 700, or to carry out a quality treatment comprising quenching and tempering, or to carry out surface hardening.
The process is also applicable to thin parts (that is to say less than 10 mm) of complicated shape, die-cast with or without pressure. It applies in this case, in particular to the following composition of cast iron:
EMI2.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> S <SEP> P <SEP> Ti <SEP> Al
<tb> 2 <SEP> 1 <SEP> 1.5 <SEP> 1.35 <SEP> 0.05 <SEP> 0.05 <SEP> 0.05 <SEP> 0.05
<tb>
White casts of this composition are austenized at 810, cooled in still air to 7000 on the surface, then soaked in water or oil without risk of tapures despite the angular parts. These parts returned 2 hours to 440, then brought 1 hour to 885 and cooled in still air.
6,000 to 30,000 grains of graphite are thus obtained per square millimeter; R = 80 to 100 kg / mm2; A% = 5 to 7%
CLAIMS
I) Manufacturing process of white cast iron parts and
EMI2.2
graphi td.sé, oD: '11ïrlp1t) -. trM, teW'e: 1t:
1 - Austenization and martensitic quenching;
2 - Income-and germination of graphite;
3 - Graphitization of primary graphite at high temperature; characterized by the fact that to avoid after the austenization of the first cycle of treatment, the parts are cooled in still air without transformation and at temperatures as low as that is compatible with the martensitic quenching in the subsequent immersion in the medium of quenching.
II) Process according to which one operates after austenization around 840 cooling in still air until the temperature of the surface is between 650 and 700, then immersion of the part in oil or in the water.
III) Application of the process according to I) to composition castings.
EMI2.3
<tb>
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Mn <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> Ni <SEP> S <SEP> P <SEP> Zr <SEP> Ti <SEP> A1
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