La fonte est un alliage fer-carbone dont la teneur en carbone est supérieure à 2,11 % (généralement 2,5-4%). C'est un alliage multicomposant dont les principaux composants sont le fer, le carbone et le silicium et qui contient plus d'impuretés telles que le manganèse, le soufre et le phosphore que l'acier au carbone. Parfois, afin d'améliorer les propriétés mécaniques ou les propriétés physiques et chimiques de la fonte, une certaine quantité d'éléments d'alliage peut être ajoutée pour obtenir une fonte alliée.
Classification de la fonte :
I. Selon les différentes formes de carbone dans la fonte, la fonte peut être divisée en
1. Le carbone de la fonte blanche, à l'exception d'une petite quantité dissoute dans la ferrite, le reste du carbone existe sous forme de cémentite dans la fonte, et sa fracture est blanc argenté, c'est pourquoi on l'appelle fonte blanche. À l'heure actuelle, la fonte blanche est principalement utilisée comme matière première pour la fabrication de l'acier et comme ébauche pour la production de fonte malléable.
2. Le carbone de la fonte grise existe dans la fonte sous forme de graphite lamellaire dans la totalité ou la majeure partie de la fonte, et sa fracture est gris foncé, on l'appelle donc fonte grise.
3. Une partie du carbone de la fonte piquée existe sous forme de graphite, semblable à la fonte grise ; l'autre partie existe sous forme de cémentite libre, semblable à la fonte blanche. Il y a des piqûres noires et blanches dans la fracture, c'est pourquoi on parle de fonte piquée. Ce type de fonte est également très dur et cassant, c'est pourquoi il est rarement utilisé dans l'industrie.
2. Selon les différentes formes de graphite dans la fonte, la fonte peut être divisée en
1. Fonte grise Le graphite de la fonte existe sous forme de paillettes.
2. Fonte malléable Le graphite de la fonte est présent en amas. Il est obtenu par recuit de fonte blanche d'une certaine composition à haute température pendant une longue période. Ses propriétés mécaniques (notamment la ténacité et la plasticité) sont supérieures à celles de la fonte grise, c'est pourquoi on l'appelle généralement fonte malléable.
3. Fonte ductile Le graphite de la fonte se présente sous forme sphérique. Il est obtenu après un traitement de sphéroïdisation avant la coulée de la fonte en fusion. Ce type de fonte a non seulement des propriétés mécaniques supérieures à celles de la fonte grise et de la fonte malléable, et son processus de production est plus simple que celui de la fonte malléable, mais peut également être amélioré par traitement thermique. Par conséquent, son application dans la production devient de plus en plus étendue.
Utilisations des différentes fontes Fonte blanche
Le carbone de la fonte blanche existe entièrement sous forme de carbone infiltré (Fe3c), de sorte que la fracture est d'un blanc éclatant. C'est pourquoi on l'appelle fonte blanche. En raison de la présence d'une grande quantité de Fe3c dur et cassant, la fonte blanche a une dureté élevée, une grande fragilité et est difficile à traiter. Par conséquent, elle est rarement utilisée directement dans les applications industrielles et n'est utilisée que pour quelques pièces qui nécessitent une résistance à l'usure et ne sont pas soumises aux chocs, telles que les matrices de tréfilage, les billes de fer de broyeur à boulets, etc. La plupart d'entre elles sont utilisées comme billettes pour la fabrication de l'acier et de la fonte malléable.
fonte grise
La plupart ou la totalité du carbone de la fonte existe sous forme de graphite lamellaire libre. La fracture est grise. Elle a de bonnes performances de coulée, une bonne aptitude au traitement de coupe, une bonne résistance au frottement, une bonne résistance à l'usure et ses ingrédients de fusion sont simples, peu coûteux et largement utilisés dans la fabrication de pièces moulées complexes et de pièces résistantes à l'usure. La fonte grise est divisée en trois catégories selon la structure de la matrice : la fonte grise à base de ferrite, la fonte grise à base de perlite-ferrite et la fonte grise à base de perlite. Parce qu'il y a du graphite lamellaire dans la fonte grise, et le graphite est un composant à faible densité, faible résistance, faible dureté et plasticité et ténacité proches de zéro. Son existence est comme un grand nombre de petits espaces dans la matrice d'acier, ce qui réduit la surface d'appui et augmente la source de fissures. Par conséquent, la fonte grise a une faible résistance et une mauvaise ténacité et ne peut pas être traitée par pression. Afin d'améliorer ses performances, une certaine quantité de ferrosilicium, de silicium-calcium et d'autres inoculants sont ajoutés à la fonte fondue avant la coulée pour affiner la matrice de perlite.
Fonte malléable
La fonte malléable est fabriquée à partir d'un alliage fer-carbone à faible teneur en carbone et en silicium dans des ébauches de fonte blanche, puis soumise à un traitement de recuit à haute température à long terme pour décomposer la cémentite en graphite floconneux. La fonte forgeable est une fonte blanche graphitée. La fonte malléable est divisée en deux catégories selon les différentes microstructures après traitement thermique ; l'une est la fonte malléable à cœur noir et la fonte malléable perlitique. La structure de la fonte malléable à cœur noir est principalement constituée d'une matrice de ferrite (F) + graphite floconneux ; la structure de la fonte malléable perlitique est principalement constituée d'une matrice de perlite (P) + graphite floconneux. L'autre est la fonte malléable à cœur blanc. La structure de la fonte malléable à cœur blanc est déterminée par la taille de la section transversale. La petite section transversale est à base de ferrite, et la surface de la grande section transversale est de la ferrite, et le noyau est de la perlite et du carbone de recuit. Le graphite devient fin et uniformément réparti. La fonte ayant subi ce traitement d’inoculation est appelée fonte inoculée.
Fonte ductile
Avant de couler la fonte en fusion (fonte ductile), une certaine quantité d'agent de sphéroïdisation (le ferrosilicium, le magnésium, etc. couramment utilisés) est ajoutée pour sphéroïdiser le graphite dans la fonte. Étant donné que le carbone (graphite) existe dans la matrice de fonte sous forme sphérique, son effet de coupe sur la matrice est amélioré et la résistance à la traction, la limite d'élasticité, la plasticité et la résistance aux chocs de la fonte ductile sont considérablement améliorées. Il présente également les avantages de la résistance à l'usure, de l'absorption des chocs, de bonnes performances de processus et d'un faible coût. Il a désormais largement remplacé la fonte malléable et certaines pièces en acier moulé et en acier forgé, telles que les vilebrequins, les bielles, les rouleaux, les essieux arrière d'automobile, etc.
