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La présente invention est relative aux fontes à structure austénitique et dans lesquelles le carbone li- bre se trouve sous forme sphéroïdale.
On sai.t que les fontes à structure austénitique en général sont avantageuses en raison de leur résistance particulièrement élevée à l'action corrosive des agents chimiques. Lorsque le carbone libre s'y trouve sous forme sphéroïdale, elles possèdent en outre des caractéristiques mécaniques élevées et une déformabilité importante avant
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rupture qui rendent ces fontes particulièrement aptes à la fabrication notamment de cuves pour solutions aci- des et autres réservoirs similaires devant résister en outre à la pression,
Mais jusqu'ici ces fontes austéni- tiques à carbone libre sous forme sphéroïdale n' ont été obtenues que grâce à des teneurs très élevées en nickel, généralement comprises entre 20 et 25 %.
Par contre, on connaît des fontes grises à graphite lamellaire de structure austénitique et comportant du cuivre et du nickel avec des teneurs respectives de l'or- dre de 5 à 7 % pour le cuivre et de 13 à 15 % pour le nickel.Mais, dans le cas où on effectue dans ces fontes grises une addition de magnésium en vue de rendre le graphite sphéroïdal, ce qui améliorerait considérablement les propriétés mécaniques de la fonte, on observe qu'en fait la forte proportion de cuivre empêche la cristalli- sation du graphite sous forme sphéroidale, le carbone: se retrouvant, après solidification de la fonte, sous forme de graphite lamellaire.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de fontes austénitiques à graphite sphéroïdal et n'ayant qu'une teneur modérée en nickel, ce qui leur assure un prix de revient économique, ledit procédé consistant à ajouter à un bain de fonte liquide, sous forme de métal pur, de ferro-alliages ou autres combinaisons, du nickel, du cuivre, du manganèse, en vue d'obtenir après solidifi- cation et refroidissement jusqu'à température ambiante, la structure austénitique, la teneur en manganèse ajouta étant telle que la fonte obtenue en contienne au moins dans 2,5 %,puis à introduire/le bain du magnésium comma connu en soi.
La demanderesse a constata qu'on obtenait bien ainsi
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,,>1i malgré Itî faible teneur û11 nickel une fonte austéni- tiquc à graphite splioroidal . i;=EY cua-:.L: on part procéder à une inoculation au wax.r v-si.io¯aar ou autre agent ra3..sa.rr- cette .no- culation intervenant après introduction du magnésium, avant la ott!G' -3 L5inV0);
Y.on a également pour objet, à titre de pro- duits industriels nouveaux, les fontes austénitiques obtenues par le procédé ci-dessus et dont le carbone li- bre est présent en tout ou partie sous forme sphéroïdale, ces fontes du. type qui comprend 2,2 à 33 % de carbone totale 1 à 3,3 % de silicium, moins de 0,5 % de phosphore,
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moins d. 0, la 'i de soufre et 0,02 à 0,10 % de Iflagné sium1 "'G8.n'[; remarquable en ce qu'elles oontiennùnt 10 à 17 % de l'lÍùk01, 25 à 7 % de Manganèse ,0,8 à 3 % do cu.iv r'v .
Comme on le -verra plus loin, plus la .tenGla# en niulwl Jnt.êh'lJea, moins il est nécessaire d'ajou.tur de cuivre et de manganèse,Par contre, plus la teneur on nickel est 'basse, plus il faut ajouter de cuivre et de
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r!1o.ngan ès e .
5.tY.nt<>r=ô'l de 1'intention réside dans lu fait que W.0tW aV,,10 des teneur modérées de nickel comprises par exemple entre 10 et 14. %, on obtient das forrbüs à gara- phite ?p1iéroYàal moyennant 1'3S aàctitions combinées de cata.vc;y et de manganèse. Dans -ce cas, la demanderesse a constaté que la somme des teneurs en cuivra et manganèse devait âtre comprise entre 4,5 et 7 % sans toutefois que
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les teneurs :±.'8speotiv1;::s de cuivre et do manganèse dopas- sent les limites indiquées ci-dessus et en particulier la teneur en cuivre qui ne doit pas dépasser 3 %.
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De préférence, les teneurs i'.:xp<:ctiv<*5 du nick.jl, C'LÜvrl.: ut man3anèso seront comprises entre 1fj Vi.ÜfJ,U't1 suivantes :
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- nickel : 12 à 13 % - cuivre 1,8 à 2,2% - manganèse 2,9 à 3,4% et la fonte aura dans ce cas la composition suivante en poids en dehors du er: carbone total : 2,8 à 3,2% - silicium 2,5 à 3% - phosphore @ 0,15% - soufre < 0,05% - nickel : 12 à 13% - cuivre : 1 8 à 2,2% - manganèse : 2,9 à 3,4% magnésium : 0,04. à 0,08% On donnera ci-après quelques exemples sans carac- tère limitatif .
Exemple 1-
On fond au four électrique 500 kg de fonte ayant l'analyse approximative suivante en poids en dehors du fer :
Carbone total :3%
Silicium :2,75%
Phosphore : 0,08%
Soufre 0,04%
Manganèse 0,5%
On ajoute dans le bain de fonte liquida 80 kg de nickel commercialement pur à 99,5% ,31 g de k f'erro- manganèse à 80; de manganèse, 5 kg de déchois du cuivre électrolytique,
Après fusion complète des éléments d'addition ,le bain est porté à la tempdrature de 1450 C puis coulé dans une poche pour être. -traité au magnésium par adli- tion de 8 kg d'un alliage nickel-magnésium à 80% de
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t?-!.4:4¯! i =.t -=.:.i..ri.i; tJ4....':
G f.> li, 5 ': du ferro-silicium C.c'rnul6 à <i'5). <à= silicium.
Les 4i..'.':''..';'.7-t'tes 1; <>1 c é'3 couljes en I?1ULL.:i <.f sable .I Î><.<.,<i. i,"x;=*,ijoeii> :I'ß;2ï--:y de la :i:'11'e? était la z<u.iivia=.;.1..oe en . ;:: .> #=.0 dehors du fer -Carbone total : ? , 9/1. $J eu lil i À 1 ± 1. ' Jd" ' 5 > 2 4. )3 ...;..uspho.i.--3 4.i, t..tl.i,. ôl<.:,>.>±li..e Ô; [>12)1 Hicbjl 17% -Cuivre 1% < l à ..#: <-:. j= t=. n 1 #s e 5 rT3 '..(lj lli *.g> 1 4 i.i>m i C#a ii ##i;.z>,mv=:1> aa microscope a rdél une structure au.s- t''n.biqa.3; de la matrice ferreuse et un graphite sous foi'ji'3 â'.i'' é.Y'.1....' n..Lit, La ài<>àiic:; obtenue es'b complètement zi.iù:=ign<µ.1.±qn;J oarac- .ij <5 1,> 1, z . ; ;i. <q >?.;
des ± u n.l e z aas .l é n 1 t J. q ue z et ses caraûtria- .i;iqia.:àJ mécaniques son% les suivantes : - ,r7.s ûI.c la traction : 1 5 2 , 5 L-il e¯ x,.!..3i:l,.ry,.'xÀflâc'ail.' à la ru.ptm'e : 23% éif*làhl?À1±.-i'" A'3o u.ta autre bain de fonte grise, on ,c;: c la >n " w:> façon que préoëdernsent en incorporant toutefois moins de nickel eplus de aw.v: et moins de mansanese .
J:.proa solidification la fonte présente la composition suivante en ;-..i.<3.x en dehors du. f: : Cal?bùil'3 total j x 7,: .-. s ira ,'' '.a r3rJ,,.
- phosphore 0,067 - soufre 0,o3;' - nickel .1-""
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- cuivre :2,20% - manganèse 2,70% - magnésium 0,04%
L'examen micrographique révèle une structure austé- nitique et un graphite sphéroïdal. La fonte est amangée- tique. Ses caractéristiques mécaniques sont le,3 suivantes: - résistance à la traction :48.6 kg/mm2 - allongement à la rupture : 21; Exemple¯3-
Avec un autre bain de fonte et en procédant de la même façon, on incorpore une quantité relativement fai- ble de nickel et des ajoutes de cuivre et de manganèse plus élevées.Après solidification la fonte obtenue a la composition suivante en poids : Carbone total. : 3,19% silicium : 2,63% - phosphore : 0,08% soufre :
0,01% - nickel 10,5% -manganèse : 3,8% - cuivre 2,5% - magnésium 0,04%
L'examen micrographique révèle une structure auc- tênitique et un graphite sphéroïdal. La fonte est ama- gnétique,ses acractéristiques mécaniques sont les sui- vantes . résistance à la traction : 44 kg/mm2 - allongement à la rupture @ 20% Exemple 4
En opérant toujours de la même manière on ajouta une teneur en nickel intermédiaire comprise entre 12 et 13%.
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à. i.> . é, 3 13 O 1 Ld 1.i' 1 c 1# ESL 1:; .; 1=t font.... n 11'::HLl ..
L,niv:ü1;t; ; - carbone total ? C,.., '7' - silicium : 2j8Ó; - phosphore Ij, OJ,:u - ;:: o u.:t'l' 8 1> , 0 1 j:1 -nickel :lL2, ')1 . r"' .. d"J .... " .,-1, 2 , 9 µ - cuivre i 1 , & 5µ ^ Tn's:.; 13.1LtiT1 : Oy05% Il ,:,LK0.i:ll:l'l micrographiquû recèle nns S;HI.G 1;l!.1't.3 ,0H;:,tÓ- ni tique et un, graphite s pl.14 r o> àal, La fonte 0f:rt zTÜ?r;dn:.¯ tique ôt 8,,-'8 ':..:al'éict4ristiqllcs mécaniques sont 1,.,,8 xJi i 1. - vaut t;S : '-- résistance à la traction 50 kgfmn2 a11ùngc)]!ic,rrt à la r lxla-G..e ca 22;{ BLm t:ri<<:nrTa. 11 Ü1Vui1tion n'est Paf) limite aux ,:.;it, plos ci-J...:f.30\.lSo i a V : '1 : i C A L' . îJ I T 10- IJr'9cÓ(1Ó de fabrication de foutdS anz .b fi: n à: b 5.>;j <.i,i a i1 graphi't0 sliz c:âa.3 10dit procède lto,n.t (;HI'é'j.C'ti.1J.' i r;ú en ec qu'il c;caza.r à ajoutor à mi 'bain d'J fout-j li<l1.:Lr1,, du. r1 i.
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2.- Font aust6nitiQll- dont le carbone litru Gt pr- Sè.:#tau. mo::.n8 s 1 n partie sous :C7ï":Tlc rîf,l;.l3:'(lt,..j.: # ,a 1; 41 t.i .l jrp ..; qui co:ztz.nt 5â à 3, 3;; de carbone total) 1 à 33. "IJ 8i1iciuJ1, moins dû O,5: de pl1oflI-,hore,Íl1oiw:. de 0, lt,. ;J. soufre et 0 , C2 à 0,10; de magn0siw.n, cette .± on 1 <x 1i;.1YJ;;
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