BE514115A - - Google Patents
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Description
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FONTES ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION.
La présente invention se rapporte à un procédé-nouveau et perfectionné de production de fonte de meilleure qualité ou de fonte dont le carbone graphitique est totalement ou partiellement sous forme de nodules, et aux fontes obtenues au moyen de ce procédé.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.577.764 du 11 décembre 1951, de Philip M. Hulme, décrit et revendique un procédé de traitement du métal ferreux fondu contenant du soufre au moyen de carbure de calcium de manière à produire une réaction entre le soufre et le carbure. Suivant la présente invention on peut appliquer certaines caractéristiques du procédé d'injection de carbure de calcium décrit dans la demande de brevet de Hulme à la mise au¯point d'un nouveau procédé de production de fonte grise moulée nodulaire de meilleure qualité, présentant de meilleures propriétés physiques et une composition nouvelle.
Les fontes sont des alliages de fer, de carbone et de silicium dont la teneur en carbone est toujours supérieure à la quantité qui peut être retenue en solution solide dans l'austénite à la température eutectique. Parmi les diverses fontes c'est la fonte grise qu'on utilise le plus abondamment en matériel industriel et sa production est supérieure à l'ensemble de tous les autres métaux moulés. Le carbone non-combiné présent à l'état de graphite dans la fonte grise donne à celle-ci la cassure caractéristique "gris foncé" de ces fers et lui confère ses propriétés caractéristiques telles qu'une bonne aptitude à l'usinage., de bonnes propriétés d'amortissement et de résistance à l' usure.
La gamme étendue des résistances à la traction des fontes grises et le bon-marché de leur fabrication expliquent leur champ étendu d'application. Cependant de nombreuses fontes grises n'ont que des applications limitées en raison de leur résistance à la traction relativement faible et de leur mauvaise résistance au choc. On pense que ces propriétés indésirables sont causées par le fait que le carbone graphiti-
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que est réparti dans toute la masse métallique des fontes grises sous forme de nombreuses paillettes. C'est à ces paillettes que sont dues la faiblesse et la mollesse relatives, leur structure cristalline étant semblable à celle du graphite naturel et le graphite, amorphe ou cristallisé, ayant une résistance à la traction et au choc très faible.
A première vue il semblerait que le volume occupé par les paillettes de graphite détermine la résistance relative de la fonte.
Ce n'est pourtant pas le cas en réalité car on a constaté que des fontes grises ayant exactement la même composition présentent des propriétés physiques très différentes. La différence réside plutôt dans la forme physique que le carbone libre ou graphitique affecte dans la masse de la matière coulée. La forme pailletée du graphite dans la fonte grise interrompt d'une manière excessive la continuité de la masse ferreuse et donne ainsi certaines propriétés indésirables telles que le caractère cassant, l'absence de ductibilité et une faible résistance à la traction.
Il y a plusieurs années qu'on sait couramment que si l'on pouvait faire que le carbone non-combiné présent dans les fontes grises (qui est habituellement sous forme de paillettes graphitiques)' affectât une forme plus compacte, en nodules ou particules plus ou moins sphériques, la résistance et la ténacité de la fonte en serait grandement améliorées, par suite d'un minimum d'interruption de la continuité de la masse par le graphite.
On a effectué de nombreux essais pour mettre au point des procédés chimiques de traitement dans le but de modifier la forme physique du carbone non-combiné ou libre telle qu'on la rencontre dans la fonte grise ordinaire et l'on a proposé à titre d'agents additionnels de nombreux alliages et métaux (y compris des quantités relativement fortes de magnésium ou de calcium métalliques, qui sont coûteux, sous diverses formes) dans ces procédés de traitement. Toutefois aucun de ces procédés chimiques "d'injection" ou "inoculation" ne s'est montré complètement satisfaisant en production industrielle.
La présente invention se propose de fournir un procédé perfectionné, propre à une application industrielle large, de traitement chimique d'une fonte grise fondue (contenant plus de 90% de fer, 1,7 à 4.5% de carbone et 1 à 3,5% de silicium) au moyen de composés additionnels peu coûteux à action améliorante ou "nodulisante" tels que le carbure de calcium du commerce de manière à produire une fonte grise présentant des propriétés physiques et mécaniques améliorées.
Elle se propose de fournir un procédé de traitement chimique perfectionné pour modifier et déterminer la forme physique du carbone non-combiné ou graphite présent dans la fonte grise.
Elle se propose de fournir une fonte grise nouvelle améliorée contenant du carbone libre ou graphite sous forme de nodules, de sphères ou de paillettes rendues compactes.
Elle se propose encore de fournir un procédé perfectionné de traitement de fonte grise fondue au moyen de carbure de calcium avec un agent ou des agents additionnels et (ou) une opération de traitement thermique pour que la majeure partie ou la totalité du carbone graphitique soit présent sous forme nodulaire ou spéroïdale dans la fonte grise perfectionnée produite.
Elle se propose enfin de fournir un procédé perfectionné de traitement de fonte grise fondue dans le but de neutraliser les effets nuisibles exercés par des quantités relativement faibles d'éléments présents dans la fonte qui inhibent la formation de graphite nodulaire.
Ces buts et quelques autres de la présente invention appa- raîtront au cours de la description détaillée qui suit, jointe aux dessins annexés dans lesquels :
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La figure 1 est une représentation d'un planet appareil de fonderie montrant la manière dont le procédé de traitement suivant la pré- sente invention peut être mis en oeuvre à petite échelle.
La figure 2 est une reproduction d'une microsphotographie- au grossissement de 100 diamètres montrant la forme pailletée du carbone non-combiné sur une section polie et attaquée à l'acide d'une fonte grise ordinaire telle qu'on l'obtient normalement telle qu'elle est coulée.
La figure 3 est une reproduction d'une microphotographie sous grossissement de 100 diamètres et montrant la section attaquée à l' acide d'une fonte grise telle qu'elle est coulée après traitement au moyen de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium avant la coulée. La fonte fondue possède à l'origine - c'est-à-dire avant traitement - la même composition que l'alliage de la figure 2. La structure est obtenue par couplage au moule de sable sept minutes après injection de l'agent de trai- tement dans le bain de fonte grise fondue conformément à la présente inven- tion : la pièce coulée contient la forme sphéroidale ou nodulaire du carbone dans la masse ferritique.
La figure 4 est une reproduction d'une microphotographie prise sous grossissement de 100 diamètres et montrant la section attaquée à l'acide d'une fonte grise telle qu'elle est coulée et possédant la même composition et ayant subi le même traitement que l'alliage de la figure 3.
La coulée se fait au moule de sable quatorze minutes après injection de 1' agent de traitement. La matière coulée contient principalement des paillettes assez grosses de graphite et environ 5% de graphite sphéroldal ou nodulaire dans la masse ferritique.
La figure 5 est une reproduction d'une microphotographie prise au grossissement de 250 diamètres montrant le carbone non-combiné sous forme de paillettes sur une section polie et attaquée à l'acide d' une fonte grise analogue à celle de la figure 2 mais d'une composition légèrement différente telle qu'elle est normalement obtenue à la coulée.
La figure 6 est une reproduction d'une microphotographie prise sous grossissement de 250 diamètres et montrant la section attaquée à l'acide d'une fonte grise telle qu'elle est coulée, après traitement au moyen de carbure de calcium et de magnésium avant la coulée. La fonte fondue possède à l'origine -c'est-à-dire avant le traitement- sensiblement la même composition que l'alliage de la figure 5.
La figure 7 est une reproduction d'une microphotographie prise sous un grossissement de 100 diamètres et montrant la section nonattaquée à l'acide d'une fonte grise telle qu'elle est coulée après traitement au moyen de carbure de calcium, de magnésium et d'oxyde de magnésium. La fonte fondue possède à l'origine - c'est-à-dire avant traitementsensiblement la même composition que l'alliage de la figure 5.
La figure 8 est une reproduction d'une microphotographie prise sous grossissement de 100 diamètres et montrant la section'nonattaquée par l'acide d'une fonte grise telle qu'elle est coulée après traitement avant coulée au moyen de carbure de calcium et d'oxydes des métaux rares. La fonte fondue possède à l'origine- c'est-à-dire avant traitement- sensiblement la même composition que l'alliage de la figure 5.
La figure 9 est une reprodiction d'une .microphotographie prise sous un grossissement de 100 diamètres et montrant la section nonattaquée par l'acide d'une fonte de même composition et traitée de la même manière que la Tonte de la figure 7, mais coulée dans un moule froid et recuit.
Le procédé préféré suivant l'invention comporte l'injection d'une quantité déterminée à l'avance de particules de carbure de calcium finement divisées dans un bain fondu de fonte grise d'une composition choisie que l'on déverse alors rapidement de manière à obtenir des
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pièces moulées en fonte grise de meilleure qualité ou nodulaire. On peut également introduire d'autres agents additionnels, de préférence en même temps que le carbure ou après l'injection de carbure.
Dans certains cas la pièce coulée est traitée par la chaleur ou recuite.
Le procédé peut être mis en oeuvre, par exemple, dans l'appareil représente schématiquement dans la figure 1, et qui est plus spécialement représenté et décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.577.764. précité.
Le carbure de calcium du commerce, qui est composé principalement de C2Ca mais qui contient également de l'oxyde de calcium et,des traces d'autres éléments présents dans le coke et le calcaire dont est constitué le carbure est chargé dans le bain de métal fondu contenu dans le four 5 sur la plateforme au moyen d'un transporteur à vis 12 qui charge le carbure de calcium finement divisé provenant d'une trémie (non-représentée) au sommet du tuyau réfractaire d'injection 21 suivant un débit déterminé.
On introduit un gaz inerte eu égard au métal traité '(par exemple de l'azote, de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de carbone ou de leurs mélanges), sous un débit déterminé, dans le courant de carbure entrant au sommet du tube réfractaire et le carbure et le gaz descendent alors par le tube réfractaire dans le métal fendu dans lequel la partie inférieure du tube est immergée.
La pression du gaz est maintenue à une valeur suffisante pour empêcher le métal fondu de monter dans la partie inférieure du tube qui y est plongé Le débit de carbure et le débit du gaz sont réglés de préférence mutuellement. Avec un appareil d'injection du type . représenté dans la figure 1 le débit de gaz est de préférence réglé, par exemple, entre 15,5 et 124 décimètres cubes par kilogramme de carbure injecté.
Dans la pratique industrielle le métal fondu peut être traité d'une manière continue plutôt que par charges séparées, comme il est montré dans la figure 1. Avec un dispositif de ce genre le débit de carbure entrant dans le métal fondu est déterminé à l'avance en poids de carbure injecté par tonne de métal. Si par exemple le débit du métal fondu est de 10 tonnes à l'heure le débit de carbure peut être choisi à une valeur de l'ordre de 0,113 à 11,3 kg. par minute, c'est-à-dire à 0,680 à 68 kg. de carbure par tonne de métal traité. On règle alors le débit de gaz de manière à ce qu'il véhicule cette quantité de carburé dans le bain. On choisit de préférence le minimum de débit gazeux.
Ainsi, si le taux d'injection du carbure est règlé à 0,590 kg. par minute pour un débit de fonte de 10 tonnes par heure, la pression de l' azote à l'extrémité d'injection du tube réfractaire d'injection doit être maintenue, par exemple, à environ 0,42 kg./cm2 et le débit du gaz doit être de 1,7 à 2,8 mètres cubes par heure pour un tube réfractaire d'environ 25 mm. de diamètre intérieur plongé dans le métal fondu sur une distance de 12,5 à 75 cm.
Bien que la figure 1 montre le bain de métal fondu comme étant traité dans un four d'induction 5 il peut également être traité dans d'autres récipients tels que auget, poche, avant creuset, etc.
La disposition doit être telle que les coulées doivent être faites rapidement dès que le traitement au carbure est terminé. Bien qu'on puisse conserver d'une manière définitive un certain bénéfice du traitement l'effet maximum est transitoire et le traitement d'amélioration de la qualité ou nodulation ne doit être effectué que juste avant que le métal soit prêt pour la coulée.
La composition du métal dans le bain en-fusion est celle que l'on utilise ordinairement pour faire de la fonte grise et dans laquelle le fer constitue plus de 90%., le carbone 1,7à 4,5 et le silicium 1 à 3,5%. Il existe également d'autres éléments que l'on trouve ordinairement dans ces fontes tels que le soufre, le manganèse et le phos-
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phore dans les proportions habituelles et des impuretés ou des traces d'au- tres éléments tels que le titane'., le zirconium, etc. La composition, si elle est coulée dans des moules de sable de la manière habituelle sans injection ou traitement suivant l'invention, donnerait des pièces moulées de fonte grise dans laquelle le carbone non-combiné serait sous la forme type de graphite en paillettes.
Le carbure injecté conformément à la présente invention réagit avec certaines impuretés indésirables de la fonte et les enlève, telles le soufre et l'oxygène.
La quantité de carbure à injecter est d'autant plus grande que la teneur du métal en fusion non traité en impuretés est plus grande. Ainsi la quan- tité totale de carbure injecté peut être considérée comme égal à la somme de deux quantités, à savoir la quantité nécessaire pour enlever ou bloquer des quantités trop fortes d'impuretés indésirables (par exemple une quan- tité de soufre dépassant 0,04 %) et une quantité supplémentaire (par exem- ple de l'ordre de 6,8 kg. par tonne, comprise entre 0,68 et 68 kg. par tonne), pour améliorer la qualité et "noduliser" la fente, comme on l'a dit.
Comme le montre la figure 1 le métal traité est coulé dans des moules de sables 2 un moyen d'une poche 3. très vite après la fin de l'injection du carbure dans le bain en fusion présent dans le four 5.
On peut utiliser d'autres types de moules mais le refroidissement relati- vement lent assuré par les moules de sable tend à faciliter la formation du graphite nodulaire ou spéroïdal. On a noté que le traitement au carbure d'une fonte suivant ce procédé supprime la tendance à la formation de fon- te blanche. On peut dire que le carbure supprime la trempe. C'est l'effet opposé de celui que l'on obtient avec les fontes traitées au magnésium dé- jà connues. On doit noter à ce sujet que l'injection graphitisante ordinai- re au moyen de ferrosilicium peut n'être pas nécessairement après le traite- ment au carbure pour produire une fonte supérieure facile à usiner.
La demanderesse a découvert que les fontes grises hypoeutec- tiques possèdent'de meilleures caractéristiques quand elles sont traitées au moyen de carbure de calcium conformément à la présente invention. On obtient toutefois ces caractéristiques améliorées plus facilement et à un degré plus élevé, particulièrement dans la production des fontes nodulai- res, au moyen de compositions de fontes hypereutectiques.
La microstructu- re de la coulée ou de l'article fabriqué suivant la présente invention (par- ticulièrement les pièces moulées de composition hypereutectique) est ca- ractérisée par l'apparition de carbone libre ou graphite sous forme de paillettes rendues compactes se rapprochant de la forme sphéroidale ou no- dulaire et dans certains cas la totalité ou la presque totalité du graphi- te apparaît sous la forme nodulaire, sphérique ou sphérulitique. En d'au- tres termes les paillettes de graphite présentes dans le produit suivant la présente invention sont généralement plus petites et plus compactes que les paillettes qui apparaissent normalement dans les fontes grises ordi- naires.
On a constaté que la grandeur de la modification de la paillette de graphite (c'est-à-dire le passage de la paillette normale à la paillet- te rendue compacte ou la particule nodulaire) est fonction de divers facteurs tels que la composition de la fonte avant traitement (par exemple composition hyper et non hypo) et plus encore de la quantité de carbure de calcium ayant réagi avec une unité de poids de la fonte en fusion.
Le carbure de calcium ne fond pas aux températures du fer en fusion uti- lisées ordinairement en fonderie de sorte qu'une réaction quelconque doit être effectuée entre un réactif solide et le métal liquide en fusion. Il s'ensuit que la réaction dépend de la surface de contact entre le carbure de calcium et le fer en fusion; pour assurer un cqntact intime le carbure de calcium est introduit sensiblement au dessous de la surface du métal et sous forme finement divisée de sorte qu'il est suffisamment mouillé par le métal fondu et réagit alors qu'il est encore à la surface du mé- tal. Il se dissémine dans l'ensemble de la fonte en fusion en s'y élevant et réagit avec elle.
La surface, proportionnellement au poids du carbure,
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est d'autant plus grande que la dimension particulière est-plus faiblè.
Plus la surface est grande, meilleur est le mouillage des particules par le métal en fusion et la réaction plus efficace.De plus, le poids spécifique du carbure de calcium étant beaucoup moindre que celui de la fonte en fusion, l'importance de l'introduction du carbure de calcium d'une maniére judicieuse est encore plus nette. Des expériences ont montré que seul le carbure qui est mouillé et réagit est efficace; la présente invention comprend un moyen de mettre en réaction d'une manière efficace le carbure solide finement divisé avec la fonte grise en fusion sans qu'il soit nécessaire de modifier les procédés ou appareils de fonderie en usage dans l' industrie de la fonte dans les grandes entreprises.
Le produit suivant la présente invention peut être obtenu à la coulée sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un traitement thermique quelconque ou autre opération supplémentaire. On peut cependant dans certains cas faire appel à un traitement supplémentaire tel un recuit ou autre traitement thermique des pièces moulées pour améliorer les propriétés des fontes grises traitées conformément à la présente invention. C'est ainsi que la composition fondue peut, après traitement, être coulée dans un moule froid, ce qui entraîne la présence du carbone principalement ou totalement sous forme combinée. La pièce refroidie peut être recuite de manière à obtenir un produit moulé contenant du carbone sous forme sphérodale ou nodulaire.
L'opération de l'injection du carbone peut être effectuée facilement dans un récipient quelconque approprié contenant une charge de fonte en fusion, dans le traitement par charges séparées. On peut aussi faire couler du métal fondu au préalable dans un four, dans un récipient de traitement convenable comme un avant creuset ou une poche, l'écoulement du métal étant continu ou intermittent. Le carbure de calcium finement divisé est introduit au dessous de la surface du métal fondu, de préférence sous au moins 12,5 à 15 cm. Après séparation du métal de la scorie qui en résulte on coule le métal dans un moule convenable. L'intervalle en minutes entre l' injection finale du carbure de calcium et la coulée (temps de fixation) est important. Quand cet intervalle est trop grand, l'effet du traitement se trouve diminué.
La température du métal fondu au moment de l'injection n'est pas critique bien qu'elle ait quelque influence sur le temps de fixation permis ; les températures ordinairement utilisées en fonderie ont été trouvées satisfaisantes.
Les exemples suivants ont pour but de montrer que l'addition de carbure de calcium conformément à l'invention dans la fonte grise en fusion confère de meilleures propriétés au produit coulé obtenu relativement au produit coulé provenant d'une fonte non-traitée appartenant au même bain de fonte grise en fusion.
EXEMPLE I.
On fait un bain de fonte hypereutectique contenant environ 3,79 % de carbone, 3.01% de silicium, 0,6% de manganèse, 0,019% de phosphore et 0,043% de soufre. On introduit du carbure de calcium finement divisé entraîné dans de l'azote au dessous de la surface du bain de métal contenu dans un four à revêtement acide. La proportion de carbure de calcium est de 45,4 kg. par tonne de fonte en fusion; le métal traité est coulé trois minutes après injection du carbure de calcium. On ajoute au métal une quantité de ferro-silicium pour ajouter au métal 0,2 à 0,4% de silicium après traitement au carbure et avant coulée. La fonte grise ainsi obtenue possède une résistance à la traction de 2555 kg./cm2.
La fonte non-traitée provenant du même bain métallique (avec injection de ferrosilicium mais sans traitement au carbure) possède une résistance à la traction de 1085 kg./cm2. La structure de la fonte non-traitée comporte des paillettes relativement grosses de graphite au sein d'une masse de perlite grossière alors que la structure de la fonte traitée présente une surface de paillettes de graphite grosses et petites, quelques no-
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dules. une masse ferritique et un réseau eutectique ouvert de perlite grossiè- re et de graphite.
EXEMPLE II.-
On fait un bain de fonte hypoeutectique contenant environ 3,5% de carbone, 1,9% de silicium,, 0,9% de manganèse. 0.075% de phosphore et 0,1% de soufre. On introduit du carbure de calcium finement divisé entraîne par de l'azote au dessous de la surface du bain de métal. La proportion de carbure de calcium injecté est d'environ 3,630 kg. par tonne de fonte en fusion; le métal traite est coulé environ cinq minutes après injection du carbure. Le métal en fusion est traité au cours de son écoulement continu dans un avant- creuset à revêtement acide sous un débit de dix tonnes par heure.
La fonte @ grise ainsi obtenue possède une résistance à la traction de 3150 kg./cm2 aulieu de 2380kg./cm2 queprésente la même fonte omise sansautre traitement.On n'utilise pas d'agent dinjeotion graphitisant; le seul traitement est l'addition du carbure de calcium.
L'exemple précédent de traitement au moyen de carbure de cal- cium seul (l'injection ordinaire à l'aide de ferrosilicium et graphitisants similaires étant omise) montre une amélioration nette de la qualité de la fonte grise. L'exemple de traitement à la fois au moyen de carbure et de ferrosilicium montre que l'on peut également obtenir une amélioration con- sidérable au moyen d'un traitement combiné au carbure et à l'aide d'un agent d'injection ordinaire.
La demanderesse a également découvert que les fontes grises, à la fois hypoeutectiques et hypereutectiques,, peuvent être améliorées ou nodulées par traitement au moyen de carbure de calcium finement divisé et d'oxyde de magnésium sous forme de particules finement divisées de MgO mélangées au carbure. Le procédé., à part l'addition de MgO, est le même que celui décrit ci-dessus pour le carbure de calcium seul. Gomme ci-dessus le temps de fixation est important. c'est-à-dire que l'intervalle en minutes qui s'écoule entre l'injection finale du mélange et la coulée du métal fondu dans les moules convenables ne doit pas être exagérément long.
Le mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium assure ordinairement de plus grandes améliorations dans la fonte que le carbure de calcium seul. La présence d'oxyde de magnésium assure la formation de graphite de forme nodulaire., à un certain degré, ce qui augmente la résistance à la traction; elle diminue la quantité de. carbure de calcium nécessaire pour obtenir une résistance à la traction déterminée à l'avance.
L'oxyde de magnésium peut également être fourni, en totalité ou en partie, sous forme de revêtement basique ou magnésien du récipient où se trouve le bain en fusion au cours de l'injection du carbure.
Dans le tableau annexé I d'exemples de fontes hypereutectiques avec leur composition et leurs propriétés physiques et mécaniques. avant et après traitement au moyen du mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium.
Les résultats du tableau I annexé montrent l'amélioration de la qualité des alliages de fer hypereutectiques tels qu'ils sont coulés par application de la présente invention en utilisant le carbure de calcium et l'oxyde de magnésium, ainsi qu'un agent d'injection ordinaire (ferrosilicium). Les alliages comprennent une variété de masses de struc- tures principalement ferritique ou perlitique, ou un mélange des deux. Les proportions de carbure de calcium injecté varient de 13,62 kg. à 47,7 kg. par tonne de métal en fusion; ce carbure est fourni suivant un débit de 1,36 à 2,27kg par minute et l'on utilise par kilogramme de carbure de calcium 12,5 à 25 litres de véhicule gazeux (azote).
Le temps de fixation est compris entre quatre et vingt-huit minutes, les améliorations maximum (sur des quantités d'essais de 27,24 kig. de fonte) étant obtenues au bout d' un temps de fixation de quinze minutes. La résistance à la traction des fontes traitées montre une augmentation *de 130 à 377% par rapport aux fon-
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tes non-traitées de même composition, soit une augmentation de 1379 à 3525 kg./cm2. Le ferrosilicium utilisé à titre d'agent additionnel d'injection (ajouté à la fois aux fontes traitées et aux fontes non-traitées) atteint 0,25 à 0,50% du métal en fusion, quantité suffisante pour ajouter au métal 0,2 à 0,4% de silicium.
L'examen microscopique des fontes traitées révèle une modification considérable par rapport aux fontes correspondantes non-traitées.
Celles-ci présentent des paillettes relativement grosses de graphite et habituellement un réseau eutectique formé de perlite et de graphite. Les fontes traitées présentent des paillettes de graphite de faible longueur, plus compactes, des nodules formant 10 à 90% de la structure graphitique et un réseau eutectique ouvert de perlite et de graphite. Le traitement produit définitivement des nodules et des paillettes de graphite plus petites ce qui se traduit par une amélioration des propriétés mécaniques et physiques.
Les figures 2,3 et 4 montrent l'influence d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium sur la structure d'une fonte grise particulière désignée dans le tableau I sous le numéro d'alliage 272. La figure 2 montre la structure d'une fonte normalement coulée d' une composition définie ; lafigure 3 montre la structure d'une fonte telle qu'elle est coulée produite sept minutes après injection finale du mélange; la figure 4 montre la structure obtenue quatorze minutes après injection. La figure 2 montre des paillettes de graphite relativement grosses obtenues au moyen de fontes normalement coulées; la, figure 3 montre un pourcentage élevé de graphite sous forme nodulaire ou sphéroidale.
La figure 4 montre clairement de quelle manière le traitement au carbure se trouve diminué dans ses effets quand le temps de fixation est prolongé, en l'espèce jusqu'à quatorze minutes (sur des lots d'essais de 27,24 kg.). Les fortes quantités de fonte traitées en fabrication industrielle peuvent être maintenues pendant des temps plus longs après le traitement et avant la coulée sans diminution appréciable de l'effet exercé par le traitement.
Le tableau II annexé montre des exemples de fontes hypoeutectiques, avec leur composition et leurs propriétés avant et après traitement. Les fontes sont traitées au moyen de carbure de calcium finement divisé et d'oxyde de magnésium (sous forme d'un revêtement basique ou d'une association de particules de MgO finement divisées et d'un revêtement magnésien). On ajoute pas de ferrosilicium.
Les résultats du tableau II annexé. montrent l'amélioration des fontes hypoeutectiques telles qu'elles sont coulées par application de l'invention au moyen d'un mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium.
Les fontes comprennent une variété de structures des masses telles que ferritique et perlitique ou une association des deux.
On utilise approximativement 47,67 à 52.21 kg. de carbure de calcium finement divisé par tonne de métal fondu ; le carbure est fourni sous un débit de 1,81 à 3,178 kg. par minute avec environ 15 litres d'azote par kilogramme de carbure. Le temps de fixation après traitement d'une fonte de 181 kg; au four à induction coulée en poches d'essai de 27,24 kg. est de 2 à 6 minutes pour obtenir le maximum d'amélioration.
Les fontes traitées possèdent des résistances à la traction qui sont supérieures de 33 à 85% à la fonte non-traitée de même composition, soit une aug- mentation, soit une augmentation de 726 à 1445 kg./cm2. L'examen microscopique révèle que les fontes traitées possèdent des structures graphitiques considérablement modifiées par rapport à celles des fontes non-traitées correspondantes.
On obtient une amélioration définitive en introduisant dans le métal en fusion du carbure de calcium finement divisé seul, puis en coulant dans un moule convenable. La coulée doit être faite rapidement
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après l'injection du carbure, de préférence environ dans les vingt minutes qui suivent. Le traitement au moyen de carbure de calcium finement divisé et d'oxyde de magnésium suivi d'une rapide coulée après traitement non- seulement change les particules relativement grosses de graphite en par- ticules plus petites et plus compactes mais encore produit une certaine quantité de nodules, le degré de structuré nodulaire variant entre 10 et 90% du carbone non-combiné total.
D'Une manière générale le traitement suivant le présent procédé assure des améliorations plus grandes et la présence de plus de nodules dans les fontes hypereutectiques que dans les fontes hypoeutectiques ou, en d'autres termes, la quantité de carbure de calcium seul ou la quantité de mélange de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium nécessaire pour produire une structure donnée dans une fon- te hypere.utectique est généralement moindre que celle qui est nécessaire pour produire la même structure dans une fonte hypoeutectique. Comme le montrent les exemples la résistance à la traction de la fonte traitée est augmentée de 33 à 377% mais l'augmentation de la valeur de la dureté Bri- nell est étonnamment basse pour une telle augmentation de la résistance à la traction.
La fonte nouvelle suivant l'invention possède donc non- seulement une résistance à la traction plus grande mais encore des quali- tés d'usinage supérieures par suite de sa faible dureté.
L'utilisation des agents d'injection ordinaires tels que le ferrosilicium détermine ou tend à aider la formation de nodules de carbone ou de paillettes de graphite rendues plus compactes dans les fontes traitées. On obtient dans certains cas des nodules sans l'aide d'un agent d'injection, surtout dans le cas des fontes hypereutectiques traitées au moyen d'un mélange de carbure de calcium finement divisé et d'oxyde de magnéium; dans d'autres cas un agent d'injection tel que le ferrosilicium peut être nécessaire pour faciliter la précipitation de carbone nodulaire de la solution métallique.
Pour déterminer l'effet exercé par l'addition de divers pourcentages d9un agent d'injection associée au traitement par le carbure de calcium des fontes hypereutectiques on a effectué divers essais : tableau III annexé. comprend des exemples de fontes de ce type avec leur composition et leurs propriétés après traitement au moyen de ferrosilicium à titre d'agent d' injection seul, ou au moyen d'une association de carbure de calcium, et de ferrosilicium, celui-ci étant dans les deux cas ajouté tardivement.
Le carbure de calcium est ajouté dans le métal fondu dans le four à induction et le ferrosilicium est ajouté à la fonte dans la poche. juste avant la coulée. On peut naturellement introduire le silicium sous d'autres formes telles que le siliciure de calcium., des alliages nickel-silicium, du silicium métallique, etc.
Les résultats du tableau annexé III montrent que l'augmentation de la quantité de férrosilicium seul n'a pratiquement pas d' action sur la résistance à la traction ou la dureté du métal dans le cas des alliages n 4351, 4352. 4353, 4361. 4362 et 4363, mais que si l'on ajoute des quantités croissantes de ferrosilicium à titre d'agent d'injection tardif à une fonte en fusion présentant sensiblement la même composition mais préalablement traitée par du carbure de calcium et de l' oxyde de magnésium, la résistance à la traction finale augmente progressivement.
Pour ce qui concerne spécialement le n 436 la résistance finale à la traction montre une augmentation d'environ 3500 kg./cm2 sur la fonte non traitée n 4363 dont la composition est sensiblement la même et la fonte n 4366 présente une structure,principalement graphitique nodulaire alors que la fonte 4363 ne comporte pas de nodules. L'addition de carbu- re de calcium suivie d'addition tardive de ferrosilicium exerce un effet de coopération mutuelle donnant des résultats inattendus et avantageux.
Le traitement des fontes grises conformément aux procédés décrits ci-dessus améliore la qualité (c'est-à-dire augmente les propriétés intéressantes du métal fondu ou moulé) et, suivant le degré et
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la nature du traitement, peut également modifier le carbone ou graphitique de sorte qu'il affecte la forme nodulaire.
Une autre forme de traitement qui s'est montrée particulièrement intéressante dans la production à grande échelle d'une fonte presque totalement ou totalement nodulaire comporte l'addition d'une petite quantité d'un agent facilitant la nodulation du métal fondu indépendarii- ment du carbure de calcium ou du mélange de carbure de calcium et d'oxy- de de magnésium. La quantité de cet agent visée par la présente invention peut être par elle-même insuffisante pour déterminer l'apparition d'une quantité substantielle de graphite nodulaire. La quantité de carbure de calcium utilisée: peut être elle-même insuffisante pour donner naissance à un produit sensiblement nodulaire.
Mais l'association du carbure de calcium et de l'agent favorisant la nodulation se montre régulièrement efficace pour produire une fonte grise principalement ou totalement nodulaire.
On entend ici par agent favorisant la nodulation ceux qui, directement ou indirectement, provoquent l'apparition de graphite nodulaire dans les fontes grises. Le carbone non-combiné ou libre des fontes traitées de cette manière existe ordinairement totalement sous forme nodulaire ou sphéroïdale sans qu'on ait recours à un traitement thermique quelconque. Les expériences ont montré que l'agent favorisant la nodulation peut être ajouté ou injecté dans le métal en fusion en même temps que ou après l'injection du carbure de calcium. Un exemple d'un agent de ce type est le magnésium mais son introduction à l'état de métal pur dans la fonte en fusion n'est pas pratique, ainsi qu'il est bien connu en métallurgie.
En raison de son point de fusion relativement faible et de son degré élevé de réactivité il se produit des pertes notables quand on introduit du magnésium pur de la manière habituelle dans un bain de fonte en fusion. Il est donc préférable d'ajouter le magnésium sous forme d'alliage, par exemple formé de 15% environ de magnésium, 35% de nickel, 10% de cuivre, 25% de silicium et 15% de fer. On a antérieurement décrit en métallurgie le traitement de fonte en fusion au moyen d'une quantité de magnésium suffisante pour laisser une teneur résiduelle en magnésium dépassant 0,04% de manière à obtenir un produit nodulaire, mais l'utilisation du magnésium seul est beaucoup plus coûteuse que le traitement par l'association carbure de calcium-magnésium suivant l'invention.
On peut de plus obtenir de meilleurs résultats au moyen du traitement carbure-magnésium, et la teneur en magnésium retenu du produit nodulaire final peut être inférieure à celle que l'on obtient dans le cas où la fonte est traitée par le magnésium seul.
On trouvera que le tableau N IV annexé d'une série de coulées de fonte hypereutectique avec les compositions et les propriétés physiques et mécaniques à la coulée, avant et après traitement au moyen (1) de magnésium, (2) de carbure de calcium et (3) de carbure de calcium et de magnésium. Le magnésium est ajouté à l'état d'alliage comme indiqué cidessus. Les résultats du traitement au moyen du magnésium seul montrent les avantages économiques du traitement par l'association carbure-magnésium.
Les résultats du tableau ci-annexé IV montrent l'amélioration de la qualité des fontes hypereutectiques telles qu'elles sont coulées par application de l'invention à la production d'une fonte à peu près totalement nodulaire sans faire appel à un traitement thermique quelconque, en utilisant le carbure de calcium et le magnésium sous forme de l'alliage précédemment décrit et un agent d'injection ordinaire; le ferrosilicium. Les structures des masses des alliages coulés sans traitement sont principalement ferritiques et perlitiques et la structure perlitique prédomine comme le montre la figure 5; la structure de la masse des alliages coulés après traitement est principalement ferritique.
La proportion de carbure de calcium est de 13,62 kg. par tonne de métal en fusion et le carbure est fourni sous un débit de 1,816 kg. par minute; on utilise environ 12,5 litre de véhicule gazeux (azote) par kilogramme de carbure; le temps de fixation est de deux à six minutes. Le ferro-
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silicium utilise comme agent d'injection à la fois dans les-fontes non- traitées et les fontes traitées est de 0,9 à le 5% du métal fondu et en quantité suffisante pour ajouter 0,8 à 1,2% de silicium au métal. L' examen microscopique des structures des fontes traitées révèle des mo- difications très importantes par rapport aux fontes correspondantes non- traitées, surtout en ce qui concerne le carbone combiné.
Comme le montre la figure 5 une fonte type non-traitée utilisée dans les- exemples ci-des- sus présente de grosses paillettes de graphite. Si l'on se reporte à la figure 6 l'alliage n 3814 traité au moyen de la combinaison de carbure de calcium et de magnésium est pratiquement dépourvu de paillettes de graphite et présente sensiblement 100% de graphite nodulaire.
La résistance à la traction des fontes traitées au moyen d'une telle combinaison de matières montre une augmentation de 372% à 486% par rap- port aux fontes non-traitées de même composition, soit une augmentation de 3822 à 4269 kg./cm2.
La quantité de magnésium utilisée dans le traitement effectué au moyen de l'association carbure-magnésium peut être d'au moins 30% inférieure à la quantité de magnésium nécessaire au traitement au moyen de magné- sium seul pour obtenir des produits ayant à peu près la même résistan- ce à la traction. Bien que cette quantité ne semble pas constituer un pourcentage important elle représente économiquement une forte économie si l' on considère une opération industrielle à grande échelle. Le coût de l' alliage de magnésium est tellement supérieur à celui du carbure de calcium et les quantités totales d'agents de traitement nécessaires à une production industrielle sont si grandes qu'il en résulte une grosse différence dans le coût de la matière de traitement par tonne de métal coulé.
Bien que les indications numériques pour les alliages n 3813, 390 et 3913 traités au moyen de carbure de calcium seul montrent une amélioration nette de la qualité et une certaine structure nodulaire la résistance finale à la traction et la quantité de graphite nodulaire sont inférieures à celles des alliages traités au moyen de l'association de carbure de calcium et de magnésium.
On a effectué. en utilisant une fonte sensiblement de la même composition que celle indiquée dans le tableau IV annexé, divers essais dans lesquels le véhicule gazeux est de l'argon ou de l'anhydride carbonique. Les produits ainsi obtenus et leurs propriétés sont semblables à ceux obtenus au moyen d'azote à titre de véhicule gazeux, pourvu que les autres conditions soient identiques. Le gaz utilisé dans le procédé d'injection suivant la présente invention est de préférence sensiblement inerte eu égard au métal en traitement; ce gaz ne doit pas réagir d'une manière appréciable ou nuisible qui pourrait modifier éventuellement les conditions idéales pour l'amélioration de la qualité et la nodulation.
Les expériences effectuées au moyen de magnésium ajouté à 1' état d'alliage contenant approximativement 15% de magnésium, 65% de silicium et 20% de fer., sensiblement dans les mêmes conditions, donnent des résultats qui sont à peu près identiques à ceux obtenus au moyen d'un alliage contenant environ 15% de magnésium, 35% de nickel, 10% de cuivre, 25% de silicium et 15% de fer. ,
Comme on l'a indiqué ci-dessus le traitement des fontes au moyen de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium et d'une injection tardive de ferrosilicium donne jusqu'à 90% de structure nodulaire du graphite et 10% de paillettes de graphite rendues compactes.
La demanderesse a découvert que l'incorporation d'une quantité additionnelle relativement faible de magnésium dans la fonte en fusion assure la reproductibilité des résultats et une structure graphitique à peu,près complètement nodulaire. Le degré de formation nodulaire peut être déterminé par la quantité de magnésium introduite.
Le tableau annexé V montre des exemples de fontes hypereutectiques avec leur composition et leurs propriétés physiques et mécaniques après coulée, avant
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et après traitement au moyen de (1) le magnésium, (2) le carbure de calcium et l'oxyde de magnésium et (3) le carbure de calcium, l'oxyde de magnésium et le magnésium. Le magnésium est ajouté à l'état de l'alliage du tableau IV.
Le tableau annexé V montre 1'amélioration de la qualité et la nodulation des alliages de fer hypereutectiques tels qu'ils sont coulés par application de l'invention et sans avoir recours à un traitement thermique quelconque, en utilisant du carbure de calcium, deux agents favorisant la nodulation (oxyde de magnésium et magnésium) et un agent d' injection tardive ordinaire (ferrosilicium).
Les proportions de carbure de calcium injecté sont de 13,62 et de 6,81 kg. par tonne de métal en fusion ; le carbure est fourni sous un débit de 1,616 kg. par minute ; utilise environ 12,5 litres de véhicule gazeux (azote) par kilogramme de carbure de calcium; le temps de fixation varie de trois à six minutes, le carbure et l'oxyde de magnésium étant injectés dans des coulées de 181,6 kg. et les additions de magnésium et de ferrosilicium étant faites dans des poches de 27,24 kg., la coulée étant faite à l'aide de ces poches. Le ferrosilicium utilisé à titre d'agent d'injection à la fois aux fontes nontraitées et aux fontes traitées se monte à 0,9 et 1,5% du métal en fusion, cette quantité étant suffisante pour ajouter environ 0,85 à 1,4% de silicium dans le métal.
Comme le montre la figure 5 les structures des masses des alliages du tableau V annexé sont principalement ferritiques et perlitiques avant traitement et principalement perlitique après traitement. La résistance à la traction des fontes traitées au moyen de carbure de calcium, d'oxyde de magnésium et de magnésium dans les proportions indiquées dans le tableau V annexé montrent une augmentation de 301 à 329% par rapport aux fontes non-traitées de même composition soit une augmentation de 3367 à 3416 kg. / cm2. La valeur de la dureté Brinell est augmentée en moyenne d'environ 90 à 170. La teneur en soufre est diminuée de 0,012 à 0,005%. La figure 7 est une microphotographie d'un alliage n 3834 qui montre la prédominance nodulaire dans la fonte avec masse perlitiquement ferritique.
Les alliages n 3833 et 3863 montrent une amélioration nette de qualité et la majeure partie du graphite sous forme nodulaire. La petite addition de magnésium, comme le montrent les alliages n 3834 et 3864 produit plus de nodules et augmente la résistance à la traction. L'association, magnésium compris, donne des résultats régulièrement bons.
Pour montrer comparativement les effets exercés par (1) l' oxyde de magnésium seul et (2) l'association de carbure de calcium et d' oxyde de magnésium on prépare un bain de métal en fusion ayant sensiblement la même composition que celle du tableau V annexé. Avant traitement et après coulée, la fonte possède une résistance finale à la traction de 997 kg./cm2. Après traitement du métal original au moyen de 13,62 kg. d' oxyde de magnésium par tonne de métal la résistance finale à la traction de la fonte n'est que de 1011 kg./cm2.
Là encore, comme le montrent les tableaux précédents annexés, l'association de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium augmente la résistance à la traction de la fonte de plusieurs centaines d'unités pour cent. On pense que le carbure de calcium réagit avec l'oxyde de magnésium en le réduisant en magnésium élémentaire libre qui participe alors au traitement d'injection du carbure de calcium avec formation subséquente de fer nodulaire.
On peut utiliser d'autres agents favorisant la nodulation au lieu de magnésium suivant tableau IV ou concuremment avec lui. On peut par exemple utiliser des métaux des terres rares ou des alliages ou mélanges de ces métaux, par exemple des alliages de lanthane et des métaux des terres rares de la série du lanthane , ou des métaux de leurs oxydes.
@ . . , Dans le tableau annexé VI de coulées d'une fonte hypereutectique avec composition et propriétés physiques et mécaniques à la coulée, avec et sans traitement combiné au car-
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bure de calcium, à l'oxyde de magnésium et aux composés des métaux des terres rares.
Les résultats numériques indiqués ci-dessus montrent l'amé- lioration de la qualité et la nodulation des alliages ferreux hypereutecti- ques par traitement au moyen de carbure de calcium, d'oxyde dé magnésium et de métal ou de métaux des terres rares sous forme de composés réductibles ou de mélanges de composés., de manière à produire une fonte à peu près to- talement nodulaire sans avoir recours à une opération quelconque de traitement thermique. Les proportions sont indiquées dans le tableau VI annexé en kilogrammes par tonne de métal. L'injection tardive de l'agent. (ferrosilicium) est effectuée. Ainsi que le montre le tableau VI on obtient des résultats améliorés d'une manière inattendue au moyen d'une quantité exep- tionnellement faible d'oxydes des terres rares.
Dans le cas de l'alliage n 4433 l'utilisation de 454 g. d'oxydes des terres rares par tonne de'métal donne une fonte dont la résistance finale à la traction est de 4480 kg./cm2, c'est-à-dire une augmentation de 3640 kgo/cm2 par rapport à la fonte non-traitée de même composition.Les oxydes des terres rares, injectés en mélange avec le carbure .de calcium, sont vendus dans le commerce sous le nom de "Rare Earth Oxmde Mixture" qui contient approximativement 48% d'oxyde de cérium 24% d'oxyde de lanthane, 19% des néodyme, le reste étant formés d'autres oxydes des terres rares.
Dans le cas de l'alliage n 4373 on obtient des résultats similaires au moyen de 908 g. d'un mélange d'oxydes des terres rares avec du borure de calcium et du nitrate de sodium, par tonne de métal. Ce mélange est vendu dans le commerce sous le nom de "T-compound" et contient approximativement 80% du mélange ci-dessus d'oxydes des terres rares, 12% de borure de calcium et 8% de nitrate de sodium. Bien que le borure de calcium et le nitrate de sodium figurent dans ce mélange (étant incorporés dans le "T-compound" du commerce dans un but de réduction), ils ne sont probablement pas nécessaires à la nodulation car on obtient des résultats similaires dans l'alliage n 4433 au moyen du ''Rare Earth Oxide Mixture".
La résistance finale à la traction de la fonte traitée (alliage n 4373) est augmentée de 400% par rapport à la fonte non-traitée de même composition.
La structure microscopique de cet alliage est représentée dans la figure 8. La structure à la coulée est à peu près complètement nodulaire.
Il est inutile d'utiliser de l'oxyde de magnésium dans 1' association carbure de calcium-oxydes des terres rares. C'est ce que montre le résumé qui suit d'essais représentatifs comportant le traitement de fontes ayant sensiblement les mêmes compositions que celles du tableau VI annexé mais en utilisant seulement le carbure de calcium et les oxydes des terres rares comme agents de traitement, l'oxyde de magnésium étant omis.
Les conditions opératoires sont virtuellement identiques. Dans un exemple (coulée n 4673) le carbure de calcium finement divisé est injecté dans la proportion de 6.81 kg. de carbure par tonne de métal et les oxydes des terres rares sous forme du mélange du commerce 'Rare Earth Oxyde Mixture" sont injectés en mélange avec le carbure dans la proportion de 0,454 kg, d'oxydes des terres rares par tonne de métal.
La fonte non-traitée possède une résistance finale à la traction de 973 kg./cm2 et une valeur de dureté Brinell de 85 alors que la fonte traitée possède une résistance à la traction de 4872 kg./cm2et un indice de dureté de 170.Cette dernière fonte possède une résistance à la traction qui est de 400% supérieure à celle de la fonte non-traitée, soit une augmentation de 3899 kg./cm2. Dans un autre exemple (coulée n 4622) la proportion de carbure est de 6,81 kg. par tonne de métal et les oxydes des terres rares sont injectés à la dose de 908 g, de "Rare Earth Oxide Mixture" par tonne de métal. La résistance finale à la traction de la fonte traitée est de 4396 kg./cm2, au lieu de 1036 pour la fonte non-traitée.
L'invention non-seulement permet d'utiliser des quantités extrêmement faibles d'agents favorisant la nodulation du type des terres
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rares mais encore permet leur utilisation sous la forme peu coûteuse et facile à se procurer des oxydes.
Les essais montrent que les oxydes des terres rares, injectés seuls (en l' absence de carbure de calcium et autres agents) sont relativement inefficaces. C'est ainsi (coulée n 4611) que 908 g. de "Rare Earth Oxide Mixtu- re" injectés dans une fonte grise en fusion représentative, suivis de l' addition tardive usuelle de ferrosilicium, ne donnent pas d'amélioration notable dans le produit après coulage. De même (coulée n 4621) l'addition de 1,135 kg. de "T-compound" ne donne pas d'amélioration notable des propriétés du produit coulé.
En revanche le traitement combiné au moyen de carbure de calcium et d'environ 0,454 à 0,908 g. d'oxydes des terres rares donne une fonte nodulaire de qualité supérieure possédant les propriétés indiquées ci-dessus pour la coulée n 4673 et la coulée 4622.
On pense que lorsqu'on utilise l'association de carbure de calcium et d'oxydes des terres rares le carbure réduit les oxydes et met en liberté le métal élémentaire des terres rares qui participe alors au traitement combiné pour former de la fonte nodulaire de meilleure qualité.
Ainsi le métal des terres rares lui-même pourrait être utilisé., si on le veut, en association avec le carbure de calcium pour effectuer le traitement combiné. Comme on l'a montré ci-dessus il suffit de quantités très petites d'oxydes métalliques des terres rares dans le traitement combiné et il suffit de même de quantités extrêmement petites de métaux des terres rares à ajouter au carbure de calcium., quantités qui sont insuffisantes en elles-mêmes pour provoquer l'apparition d'un degré significatif de nodulation graphitique et améliorer appréciablement la qualité de la fonte.
Les agents favorisant la nodulation, s'ils sont sous la forme de composé ou d'oxyde réductibles, sont de préférence injectés en même temps que le carbure de calcium, sous forme finement divisée, et peuvent être mélangés avec le carbure de calcium finement divisé. Les agents favorisant la nodulation, s'ils sont sous une forme métallique ou élémentaire, sont de préférence ajoutés au métal en fusion soit en. même temps que le carbure de calcium, soit juste après, et ils peuvent être injectés sous forme finement divisée éventuellement en mélange avec le carbure de calcium finement divisé.
On pense que les oxydes des terres rares tels qu'on les utilise dans la présente invention sont réduits par l'injection de carbure de calcium aux températures normales des fonderies (1315 à 1593 C) des bains métalliques avec mise en liberté de cérium, de lanthane et autres éléments des terres rares. Au contraire l'oxyde de magnésium est un oxyde réfractaire et n'est donc pas facilement réduit par l'injection de carbure de calcium aux températures des bains, et c'est peut être une des.raisons pour quoi il n'est pas aussi efficace dans le traitement combiné que les oxydes des terres rares pour ce qui concerne la nodulation.
Les indications numériques fournies dans les tableaux annexés ont été fournis d'après des échantillons d'essais tels que des barres d'éprou- vettes et des tins de cale sèche, coulés en moules de sable sec. La fonte est fondue et l'injection effectuée sur des coulées d'environ 181,6 kg. dans un four à induction. Dans certains cas les additions sont faites directement dans le métal fondu alors qu'il est dans le four et dans d'autres cas dans la poche d'où. il est déversé dans les moules.
Les produits en fonte obtenus à partir de fontes en fusion traitées conformément aux procédés décrits ci-dessus possèdent des propriétés nettement améliorées (par exemple l'amélioration de la résistance à la traction montrée dans les divers tableaux), tels qu'ils sont coulés. Les traitements au carbure de calcium suivant la présente invention peuvent également être utilisés en association avec un traitement thermique, le produit traité par le carbure étant traité par la chaleur ou recuit après coulée. Cette association de traitement comportant un traitement thermique est particulièrement intéressante dans la fabrication de produits tels que les tuyaux de
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fonte fabriqués suivant le procédé de Lavaud dans lequel la fonte est coulée partiellement ou totalement blanche dans un moule froid.
On obtient une grande amélioration des propriétés dans le produit final grâce à un traitement chimique au moyen de carbure de calcium (et de préférence d'un agent favorisant la nodulation) comme décrit ci-dessus en coulant dans un moule froid ( par exemple suivant le procédé de Lavaud) puis en traitant par la chaleur ou recuisant le produit tel qu'il est coulé de manière à produire une fonte totalement ou principalement nodulaire relativement très duotile et très résistante.
Le tableau VII suivant compare les propriétés de fontes coulées au moyen du même bain en fusion de fonte grise hypereutectique après traitement au carbure de calcium suivant l'une des manières décrites, ces fontes étant coulées (a) dans un moule de sable sans traitement thermique subséquent, (b) traitées thermiquement ou recuites après coulée dans un moule froid. Les compositions des différents bains (par exemple 3762 3792, etc. ) sont légèrement différentes, dans la gamme de compositions des produits à la coulée, comme indiqué ci-dessous.
Les diverses formes de traitement au carbure comprennent les suivants, comme indiqué dans le tableau : (1) carbure de calcium seul, (2) carbure de calcium et oxyde de magnésium, (3) carbure de calcium,magnésium et oxyde de magnésium, (4) carbure de calcium et magnésium et (5) carbure de calcium,, oxyde de magnésium et le mélange dit 'Rare Earth Oxide Mixture" dont on a parlé. Les résistances à la traction et la dureté de ces fontes traitées au carbure sont données à la coulée dans des moules secs de sable (sans traitement thermique) et après traitement thermique ou recuit après coulée dans un moule en coquille ougraphite. Dans tous les cas on ajoute dans chaque alliage du ferrosilicium à titre d'agent d'injection tardif.
Les compositions des fontes à l'état de bruts de coulée comprennent 3,4 à 3,9% de carbone. 2,4 à 3,2% de silicium, 1,8 à 2,6% de manganèse,, 0,01à 0.05% de phosphore, moins de 0,005% de soufre, le reste étant formé sensiblement en totalité par du fer. Ces fontes non-traitées coulées en moules de sable (le traitement au carbure de calcium et le traitement thermique étant tous deux omis) possèdent des résistances à la traction de 700 à 1120 kg./em2 et des valeurs de dureté Brinell de 75 à 95.
La même composition de fonte non-traitée, coulée en moule froid suivant le procédé de Lavaud (avec traitement thermique mais sans traitement au carbure)possède des résistances à la traction de 1400 à 1750 kg./0m2.
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TABLEAU VII.
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Les divers produits traités thermiquement du tableau ci-des- sus sont versésdans des moules de graphite de manière à donner des éprou- vettes de section de 16 x 16 mm. Ces pièces moulées 'blanches' ou tremprées en coquille sont recuites de la manière suivante.
On les chauffe dans un four à une température de 927 à 955 C; et on les maintient à cette tempé- rature pendant environ une heure et demie: on refroidit la pièce coulée vers 815 C., on les maintient pendant une heure et quart à cette tempéra- ture puis on les refroidit à 705 C, à une vitesse ne dépassant pas 55 C. par heure-. On maintient à cette température pendant une heure et demie puis on refroidit à 538 C. et on maintient à cette température pendant environ une heure, enfin on refroidit à la température ambiante.
Les produits non-traités thermiquement du tableau ci-dessus sont coulés en coins de cale sèche ordinaires.
Les résultats ci-dessus montrent nettement les avantages de l'associ- ation traitement au carbure-traitement thermique suivant la présente inven- tion. Non-seulement les résistances à la traction augmentent d'une'valeur atteignant 2240 kg./cm2 mais'encore la ductibilité augmente fortement,ainsi que le montrent les pourcentages d'augmentation de l'allongement en 50 mm. et la valeur Brinell de dureté relativement faible. Si l'on considère par exemple les alliages n 38l3 3944 et 3934 les produits traités thermiquement atteignent une résistance à la traction de 5250 kg./cm2 et un allongement d'environ 20% en 50 mm., une réduction de surface de 22%,environ et une valeur de dureté Brinell de 165 environ.
L'association de traitements carbure-recuit assure une combinaison très intéressante de propriétés, à savoir une résistance à la traction élevée et une grande ductilité. La figure 9 montre la microstructure de l'alliage n 3834, qui est une fonte grise recuite de la manière indiquée ci-dessus. Avant la coulée la fonte en fusion est soumise au traitement au moyen de carbure de calcium, d'oxyde de magnésium et de magnésium. La figure 9 montre que la presque totalité du carboné noncombiné est sous forme nodulaire; l'alliage possède une résistance à la traction de 5516 kg./cm2, une valeur de dureté Brinell de 171, un allongement de 10% en 50 mm. et une diminution de surface de 18%. La masse de la microstructure est principalement ferritique.
Le traitement thermique envisagé par l'invention donne un produit dont le carbone non-combiné est principalement ou à peu près totalement sous forme de nodules qui sont généralement bien répartis, uniformesa réguliers et assez denses.
Si l'on compare les figures 9 et 7 on notera que la pièce moulée au sable est partiellement nodulaire alors que la pièce moulée en coquille et recuite est complètement nodulaire.
On a constaté que l'addition d'une quantité relativement petite de chrome à une fonte traitée par le carbure de calcium donne un . produit bon-marché dont les caractéristiques sont intéressantes. Le chrome est un générateur de carbures puissant qui intensifie les-tendances à la trempe en coquille des fontes grises ce qui, très souvent et en particulier dans le cas des pièces moulées à faible section, constitue un inconvénient. Si le chrome est utilisé en association avec le traitement au carbure le produit obtenu est une fonte bon-marché de bonne qualité d'une dureté remarquablement faible et d'une trempe peu profonde. Dans une application de la présente invention on prépare une fonte hypoeutec- tique contenant environ 3,5% de carbone, 1,9% de silicium, 0,07% de soufre, le reste étant du fer sensiblement en totalité.
La fonte non-traitée possède une résistance à la traction d'environ 2380 kg./ cm2, une dureté Brinell de 187 et une profondeur de trempe d'environ 9,5 mm. Le traitement de ce métal au moyen d'environ 3,630 kg. de carbure de calcium par tonne de métal et l'addition d'environ 5,45 kg. de chrome par tonne de métal donnent une fonte contenant environ 0,02% de soufre et possédant une résistance à la traction d'environ 3150 kg./cm2, la même valeur de dureté Brinell de 187 et la même profondeur de trempe.
Le chrome est relativement bon marché comparativement aux autres éléments
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d'alliage et le traitement combiné au carbure de calcium et au chrome donne une fonte possédant des propriétés qui sont même supérieures à celle obtenues jusqu'ici par l'utilisation d'éléments d'alliage très coûteux.
On a constaté que le traitement des fontes au moyen de carbure de calcium ou de carbure et d'un agent favorisant la nodulation dans le but d'obtenir des propriétés meilleures ne dépend d'aucune température critique du métal en fusion;' comme on l'a dit on peut utiliser les températures normales en fonderie. Le carbure de calcium n'influe pas d'une manière défavorable sur la température du métal de sorte que l'on obtient de bons résultats tant que la température avant traitement est satisfaisante (conformément aux procédés classiques) pour une opération donnée de coulage.
Bien qu'on n'ait pas établi nettement si le carbure apporte de la chaleur au métal en fusion au moins n'a-t-on.pas constaté d'abaissement de température, ce qui est le cas quand on ajoute une quantité similaire d'alliages additionnels antérieurement connus au bain de fonte. Il est bien connu en métallurgie que si l'on maintient la tem- pérature de coulée à une valeur constante la fluidité de la fonte grise augmente avec la teneur en carbone jusqu'à une valeur de 4,3% puis diminue aux valeurs en carbone supérieures.
Dans l'application suivant l'invention au traitement des fontes grises au moyen de carbone de calcium la demanderesse a constaté que la fluidité de la fonte traitée au carbure non-seulement est supérieure à celle de la fonte non-traitée mais encore parait augmenter au delà de la concentration eutectique. Le métal traité est relativement clair, mobile et il remplit complètement le moule avant qu'il se produise une congelation nuisible à une pièce coulée saine. D'une manière générale les propriétés de fonderies des fontes traitées au carbure de calcium sont sensiblement améliorées comparativement à celles des fontes non-traitées de même composition, à la même température.
Dans les exemples précédents comportant le traitement au moyen de carbure de calcium ou au moyen de carbure de calcium et d' agents favorisant la nodulation, suivi d'addition de ferrosilicium, la fonte contient des traces de calcium ne dépassant pas 0,01%. Diverses analyses spectrographiques d'articles manufacturés en bruts de coulée montrent qu'ils ne retiennent pas plus de 0,005%. Dans les exemples comportant le traitement au moyen de carbure de calcium et d'oxyde de magnésium seuls, avec ou sans injection de ferrosilicium, la fonte obtenue contient une quantité de calcium retenu ne dépassant pas 0,01% et une quantité de magnésium retenu ne dépassant pas 0,01%. Les analyses spectrographiques de certains de ces produits ne révèlent pas plus de 0,
005% de calcium retenu (et pas plus de 0,01% de magnésium retenu.
Dans le cas du traitement combiné carbure-magnésium, on peut obtenir un brut de coulée à peu près complètement .nodulaire ne conservant pas plus de 0,02% de magnésium et l'on peut obtenir un produit de meilleure qualité partiellement nodulaire dont la teneur en magnésium retenu ne dépasse pas 0,01%. Dans le cas du traitement combiné carbure-terres rares on peut obtenir des bruts de coulée à peu près complètement nodulaires sans addition de magnésium et la quantité de terres rares retenue est si faible qu'elle n'est pas décelable par les procédés analytiques ordinaires dans les bruts de coulée.
La demanderesse a constaté que pour obtenir les résultats les meilleurs les particules de carbure de calcium devraient être de préférence inférieures à 2 mm. et qu'au moins 50% du carbure total devraient être de préférence inférieure à 0,3 mm. environ. La quantité de carbure injecté doit être comprise entre 0,680 et 68 kg. par tonne de métal en fusion traité et de préférence, pour les bains de fonte types industriels, de l'ordre de 2,27 à 34 kg. par tonne de métal traité.
L'élément le plus important usuellement présent dans les
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bains de fonte qui affecte. le traitement au carbure de calcium est le sou- fre.Heureusement le carbure de calcium est un agent désulfurant efficace,,, ainsi qu'il est indiqué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.577.764 dont on a parlé. On peut appliquer le même procédé d'introduction à la fois pour enlever le soufre du bain de fonte et pour modifier la structure de la fonte produite dans le but d'en améliorer les propriétés. Ainsi.. si la te- neur en soufre est élevée, la quantité de carbure utilisée pour améliorer la qualité de la fonte peut être supérieure à celle qui est utilisée quand la teneur en soufre est faible.
Les exemples n 309 et 3091 ci-dessus mon- trent la diminution de la teneur en soufre et l'amélioration de la qualité par injection de carbure.
Quand on introduit de l'oxyde de magnésium dans le bain en même temps que le carbure de calcium, l'oxyde de magnésium constitue 1 à
40% du mélange de C2Ca et de MgO.
L'invention est particulièrement applicable aux fontes gri- ses qui sont normalement coulées en moules de sable et présentent une structure dans laquelle le graphite apparaît sous la forme type de paillettes et qui sont composées de plus de 90% de fer,1,7 à 4,5% de carbone, 1 à 3,5% de silicium, 01 à 1% de manganèse, par plus de 1% environ de phosphore et de soufre.
On obtient également des résultats favorables par application de l'invention à d'autres fontes, par exemple celles qui contiennent plus de 85% de fer, 1,7 à 45% de carbone, 0,2 à 4% de silicium; jusqu'à 1% de phosphore et du soufre, avec ou sans addition d'un ou de plusieurs éléments d'alliages. à savoir dans l'ordre de grandeur indiqué, 0,2 à 2% de chrome, 0,5 à 2% de nickel, 0,85 à 1% de molybdène, 0,3 à 1% de cuivre, 0,05 à 0,2% de vanadium, jusqu'à 0,1% de magnésium et 0,15 à 2% de man- ganèse .
Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre ci-dessus décrit et peut être appliquée d'autres manières sans qu'on se départisse pour autant de son cadre et de son esprit.
Claims (1)
- RESUME.1 - Procédé de fabrication de fontes possédant des propriétés physiques et mécaniques améliorées et en particulier une structure graphitique nodulaire, ledit procédé étant caractérisé par les points sui- vants, considérés séparément ou en combinaisons: 1 ) on fait un bain d'une composition de fonte en fusion contenant plus de 90% de fer, 1,7 à 4,5% de carbone, 1 à 3,5% de silicium, et on introduit du carbure de calcium finement divisé dans ledit bain au dessous de sa surface, pour provoquer sa réaction; 2 ) le métal en fusion, avant introduction du carbure de calcium, est une fonte grise qui, à l'état de brut de coulée normal contiendrait le carbone non-combiné sous la forme graphitique en paillettes; 3 ) la fonte en fusion est coulée après traitement au carbure;4 ) le carbure de calcium est injecté en quantité comprise entre 0,681 et 68,1 kg. par tonne de fonte en fusion; 5 ) le carbure de calcium est injecté dans la fonte en fusion sous forme finement divisée et en quantité comprise entre 2,27 et 34 kg. par tonne de fonte en fusion., 6 ) le carbure est injecté à l'aide d'un véhicule gazeux;<Desc/Clms Page number 20> 7 ) la quantité de gaz utilisé comme véhicule du carbure est de 15,5 à 125 litres par kilogramme; 8 ) les particules de carbure sont assez fines pour passer au tamis à mailles de 2 mm d'ouverture ; 9 ) après traitement au moyen du carbure de calcium de la fonte en fusion dans une proportion supérieure à 2,27 kg. par tonne de métal, la fonte est rapidement coulée de manière à former une fonte contenant du carbone non-combiné sous forme de nodules;la ) ladite composition de fonte est hypereutectique; 11 ) le métal en fusion, après le traitement au carbure de calcium et avant la coulée, est additionné d'un agent graphitisant classique tel que le ferrosilicium; 12 ) on traite de la fonte grise avant coulée présentant une composition de plus de 90% de fer, 1,7 à 4,5% de carbone, 1 à 3,5% de silicium, 0,1 à 1% de manganèse., pas plus de 1% de phosphore et pas plus de 0,3% de soufre au moyen de carbure de calcium et d'un oxyde alcalinoterreux ou d'un oxyde des terres rares, la coulée étant effectuée rapidement après ledit traitement; 13 ) l'oxyde alcalino-terreux est l'oxyde de magnésium;14 ) le carbure de calcium et l'oxyde de magnésium sont tous deux introduits sous forme finement divisée et en mélange contenant 1 à 40% en poids d'oxyde de magnésium; 15 ) la quantité de carbure de calcium ajoutée est supérieure à 13,62 kg. par tonne et la proportion de carbone non-combiné sous forme nodulaire est supérieure à 10% du carbone non-combiné; 16 ) l'agent de traitement favorisant la nodulation contient du magnésium: 17 ) la quantité dudit agent est suffisante pour que la fonte coulée retienne jusqu'à environ 0,04% de magnésium et de l'ordre de 2,27 kg. par tonne de métal traité; 18 ) l'agent de traitement contient un élément des terres rares tels que le lanthane ou le cérium; 19 ) la température du bain de fonte en fusion est inférieure à 1600 C. environ ;20 ) la quantité de silicium ajoutée après traitement au carbure de calcium et avant coulée est comprise entre 0,5 et 3% et telle que la fonte obtenue ne contienne pas plus de 4% de silicium; 21 ) les pièces coulées sont ensuite soumises à un traitement thermique; 22 ) lesdites pièces coulées contiennent après traitement thermique une quantité notable de carbone non-combiné sous une forme sensiblement nodulaire ou sphérulitique dispersée dans une masse principalement ferritique; 23 ) la fonte est coulée étant au moins partiellement blanche et la pièce coulée est ensuite soumise au traitement thermique;24 ) la composition de fonte contient plus de 85% de fer, 1,7 à 4,5% de carbone, 0,2 à 4% de silicium et est additionnée, après injection de carbure de calcium, d'éléments d'alliage tels que le chrome, le molybdène, le vanadium et le manganèse; 25 ) la composition de la fonte est hypoeutectique et l' élément d'alliage est le chrome.II - Fonte grise de qualité supérieure produite au moyen <Desc/Clms Page number 21> du procédé ci-dessus et caractérisée par les points suivants, considé- rés séparément ou en combinaisons: 26 ) elle contient 1,7 à 4,5% de carbone, 1 à 3,5% de silicium, 0,1 à 1% de manganèse. pas plus de 1% de phosphore, pas plus de 0,04% de soufre,une quantité de magnésium de l'ordre de moins de 0,01% et de calcium de l'ordre de moins de 0,01% dans le brut de coulée et est remarquable par l'absence de la forme type en paillettes de carbone non- combiné que l'on rencontre dans les fontes grises ordinaires et par la présence de carbone non-combiné sous forme compacte ou nodulaire;27 ) ladite fonte ne contient pas de magnésium; 28 ) ladite fonte possède une résistance à la traction supérieure à 3500 Kg/cm2; 29 ) la résistance à la traction desdites fontes est de plus de 200% plus élevée que celle des fontes non-traitées normalement coulées ; 30 ) leur dureté Brinell est de l'ordre de 175 ou moins; 31 ) ladite fonte contient à l'état de brut de coulée des traces d'une terre rare à titre d'agent favorisant la nodulation.III - Agents de traitement des fontes destinés à être ap- pliques suivant le procédé ci-dessus, caractérisés par les points sui- vants, considérés séparément ou en combinaisons; 32 ) il contient une proportion principale de carbure de calcium et une proportion moindre de magnésium; 33 ) il contient une proportion principale de carbure de calcium et une proportion plus faible d'un alliage contenant du magnésium; 34 ) il contient une proportion principale de carbure de calcium et une proportion plus faible d'au moins un oxyde des terres rares;35 ) il contient une proportion-principale de carbure de calcium et une proportion plus faible d'un composé réductible des'terres rares; 36 ) il contient une proportion principale de carbure de calcium et une proportion plus faible d'un alliage contenant des terres rares: 37 ) il comprend 60 à 99% de carbure de calcium finement divisé et 1 à 40% d'oxyde de magnésium; 38 ) ledit composé des terres rares est un mélange d'oxyde de lanthane et d'oxyde de cérium; 39 ) il contient du carbure de calcium et un métal d'alliage à titre d'agent additionnel; 40 ) ledit métal d'alliage est a) du chrome; b) du molybdène; c) du vanadium; <Desc/Clms Page number 22> d) du manganèse. en annexe 12 dessins.- <Desc/Clms Page number 23> TABLEAU 1. EMI23.1 <tb>Allia- <SEP> Allia- <SEP> Temps <SEP> Résis- <SEP> Dureté <tb> ge <SEP> non <SEP> ge <SEP> trai- <SEP> de <SEP> tance <SEP> Brinell <tb> traité <SEP> té <SEP> n <SEP> fixa- <SEP> C <SEP> Si <SEP> S <SEP> Mn <SEP> P <SEP> C <SEP> à <SEP> la <SEP> N <tb> traction <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> équiv'o <SEP> traction <tb> EMI23.2 kg./cm2 270 1 3,04 2.27 0029 059 0.017 3,80(hypo) 1736 132 270 4 3 70 266 0.011 0.57 0.023 z,59 4917 159 ID 271 1 3 &5 2.49 0,031 0,77 0.019 4.68 1001 100 o à 271 6 3.86 2,91 0.032 0,74 0.026 4.83 3649 180 µ 3 272 3.86 2,80 0.025 0,59 0,018 4 79 934 78 ÉÎ 1 2721 7 3,89 z91 o o13 0.62 0.017 4.86 4459 195 S 273 1 3.74 2 72 0,023 0.57 0.022 4.65 954 82 273 6 3993 2.51 0.016 0,62 0.022 4.77 2940 144 282 2z1(a) 3 &8 3 33 z044 0,5/ 0..013 4.99 1018 86 282 (a) 3.82 3.18 o o13 0,55 0.017 4 && 3640 197 283 1(b)3.84 2.95 0.045 0.54 0.018 4 82 1024 79 ¯ µ 286 283 12 3,3 3,z3 o 013 0,55 0,011 4.91 3255 179 0 28 3.73 2,74 0.019 0,,2 0.017 4, 4 735 88 µ 2861 c 20 3.82 2.94 0,013 0.46 0,021 4.80 2056 126 É 287 287 28 3.78 3,19 0.013 0,47 0.010 4.84 937 82 28 28 28 3,63 3,19 0.012 0.49 0,010 4.89 2622 131 ÉÎ 288 3.76 3.07 0.020 0.47 0,019 4.78 1001 85 288 28 3.78 2.81 0,010 0.43 0,023 4,72 2380 149 (a) plus MgO en quantité égale à 3.6% du mélange CaC2-MgO EMI23.3 <tb> (b) <SEP> idem, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 4,8% <SEP> MgO <tb> (c) <SEP> idem, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 5% <SEP> MgO <tb> (d) <SEP> idem, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 10% <SEP> MgO <tb> (e) <SEP> idem, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 20% <SEP> MgO <tb> <Desc/Clms Page number 24> TABLEAU II. EMI24.1 <tb>Allia- <SEP> Allia- <SEP> Temps <SEP> C <SEP> Si <SEP> S <SEP> Mn <SEP> P <SEP> C <SEP> Résis- <SEP> Dureté <tb> ge <SEP> non <SEP> ge <SEP> trai- <SEP> de <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> équiv. <SEP> tance <SEP> Brinell <tb> traité <SEP> té <SEP> n <SEP> fixa- <SEP> finale <SEP> N <tb> n <SEP> tion <SEP> à <SEP> la <tb> traction <tb> que <tb> EMI24.2 -1"'1 m 303 3,z1 2,21 0 011 1,11 0,52 3 95 2249 217 303 4 3,28 2,26 0,009 1,10 0,510 4,03 2905 217 304 1 3,49 1,74 0,016 0,86 0,106 4,07 1890 187 304 6 3,73 1,77 0,011 0,91 0,1084,32 2800 179 ' 305 3,47 1.99 0,014 0,85 0,1084,13 1872 163 4 305 7 3 67 1 74 0,012 0,89 0..108 4.25 2886 172 fi 308 349 1 79 0,126 0,79 0,0894,09 2158 156 s 308 + 4 3,59 1,65 0,018 oe8l o,ogo ,,14 3622 217 <g 309 1++ 3,eO 1,65 0,101 0 82 0,094 4,06 2177 179 pB 309 4 3e62 1,73 0.033 z 0,0984,20 4042 229 EMI24.3 <tb> + <SEP> Plus <SEP> MgO <SEP> en <SEP> quantité <SEP> égale <SEP> à <SEP> 10% <SEP> du <SEP> mélange <SEP> C2Ca <SEP> - <SEP> MgO <tb> ++ <SEP> Idem <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 5% <SEP> de <SEP> MgO <tb> <Desc/Clms Page number 25> Tableau III. EMI25.1 <tb>Allia- <SEP> Allia- <SEP> Carbure <SEP> Oxyde <SEP> Ferro- <SEP> Résist. <SEP> Dureté <tb> ge <SEP> non <SEP> ge <SEP> trai- <SEP> de <SEP> cal- <SEP> de <SEP> ma- <SEP> sili- <SEP> traction <SEP> Brinell <tb> traité <SEP> té <SEP> n <SEP> cium <SEP> in- <SEP> gnésium <SEP> cium <SEP> finale <SEP> n <tb> n <SEP> jecté <SEP> kg. <SEP> inj. <SEP> (75% <SEP> Si) <SEP> kg./cm2 <tb> tonne <SEP> kg./ <SEP> kg./ton- <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P <SEP> C <tb> tonne <SEP> ne <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> équiv. <tb> EMI25.24311 4e54 4.1 1.73 o,zz 0.014 0 027 4 67 894 89.7 435 2 9 o& 4,0 2..18 o,zz5 0,014 0 027 4 73 813 87.2 4353 18,16 3,87 3,07 z223 0.015 0,026 4 89 905 84.9 435 z1 2,27 4e54 4,11 1.73 0,224 0,005 0,028 4,6s 1923 125,0 4355 6 &1 2,27 9,08 4,01 2,34 o 21& 0,005 o,oz8 4,79 3150 143 435 6 6,81 2,27 18,16 3,38 3,02 0,219 '0,005 0,030 4.59 3983 169,0 4361 4.54 3.83 245 0,199 0.015 0,027 4.65 1102 97,7 436 2 z 3,71 2,93 0,199 0,014 0,028 4.69 1071 94,9 4363 18,16 3,61 3,69 0.200 0,014 0,032 4,83 857 97,7 4364 6,91 z,z7 9,08 3,83 2,48 0.19810,005 0,041 4,66 1743 111,0 4365 6,&1 2,27 18,16 3,77 2,90 oc0,005 0,040 4 73 3031 156,0 4366 6,81 z,zT 18.16 3,51 3,77 0,195<0,005 0,039 4.77 4550 179,0 <Desc/Clms Page number 26> TABLEAU IV. EMI26.1 <tb>Allia- <SEP> Alli- <SEP> Carbu- <SEP> Allia- <SEP> Dureté <SEP> Résis- <SEP> Allon- <SEP> Fe-Si <tb> ge <SEP> non <SEP> age <SEP> re <SEP> de <SEP> ge <SEP> de <SEP> Brinell <SEP> t.fina- <SEP> gement <SEP> (75% <tb> traité <SEP> trai- <SEP> calcium <SEP> Mg <SEP> a- <SEP> Analyse <SEP> chimique <SEP> n <SEP> le <SEP> rupt.en <SEP> 50 <SEP> Si) <tb> EMI26.2 n té h injec- jouté ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ kg/cm2 mm % ajou- EMI26.3 <tb> té <SEP> Kg. <SEP> / <SEP> kg. <SEP> /ton- <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P <SEP> C <SEP> té <SEP> , <tb> tonne <SEP> ne <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> équi. <SEP> kg/ton. <tb> EMI26.43811 3.89 3,44 0,220 0,014 0,038 5,04 87 2 875 1 13,62 381 12.7 3.57 3s28 Oel78 0,009 0,011 4,66 170.0 4690 11 8,17 3813 13.62 3,92 3e49 0,202 0,005 o o40 5.08 167.0 2933 1.5 13,62 3814 13.62 9.08 3.54 3.57 0.207 0,005 0.040 4,73 187.0 5124 8,0 9.08 3901 3,91 3.32 0.196 0.018 0.046 5,01 89,7 1001 0*5 13,62 3902 12,7 3.58 3.09 0.192 0.009 0.045 4,61 174,0 4823 lo,o z17 3903, 13.62 3,45 3.34 Oel9l 0.005 0.045 4,56 137.0 2632 11 0 13.62 3904 13.62 9.08 3.44 3.02 0,191G0,005 0,044 4,45 163,0 4823 12,5 9,08 3911 3.90 3,18 0.198 0,011 0,044 4,96 94.9 1055 1,0 13 62 391z 12.7 3,32 3,16 0,199 0,006 0,043 4,37 174.0 5047 ll,0 8.17 3913 13.62 3.57 3,19 0,19740,005 0.045 4,63 134,0 2844 1.0 13,62 3914 13.62 9.0$ 3.49 3.21 0,197<OsOO5 0,040 4,17 179,0 4910 7,0 9.08 <Desc/Clms Page number 27> TABLEAU V EMI27.1 <tb> Allia- <SEP> Allia- <SEP> Carbure <SEP> Allia- <SEP> MgO <SEP> in- <SEP> Du- <SEP> Rési- <SEP> Al- <SEP> Fer. <SEP> % <SEP> de <tb> ge <SEP> non <SEP> ge <SEP> trai- <SEP> de <SEP> cal- <SEP> ge <SEP> de <SEP> jecté <SEP> reté <SEP> st.à <SEP> long.rosi- <SEP> magnétraité <SEP> té <SEP> n <SEP> cium <SEP> in- <SEP> Mg <SEP> ajou- <SEP> kg./ton- <SEP> Bri- <SEP> la <SEP> en <SEP> li- <SEP> sium <tb> n <SEP> jecté, <SEP> té <SEP> kg./ <SEP> ne <SEP> nell <SEP> trac- <SEP> 50mm <SEP> cium <SEP> retekg. <SEP> / <SEP> tonne <SEP> tion <SEP> % <SEP> kg./ <SEP> nu <tb> EMI27.2 tonne C Si% Ma% Su Pu Caéq. final tonne ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯kg./cm2¯¯¯¯¯¯¯¯.383 IU8 j6 U.4 9 Z .2 IIJ4 j.6u.uu 383 12,712 3,53 3,32 0,22540,005 0,043 4 64 167,0 4980 Il,0 8,17 0.055 383 13,62 2$27 3,65 3,48 0,2220,005 0,046 4.81 170,0 3920 1,5 13,62 000.8.383 4 13 62 4,54 2.27 3,37 3,58 0,222(0,005 0,044 4,92 174,0 4550 6,5 Il,8 0,029 386 t 3,96 3 54 0,195 o,o17 ,o,054 5,14 87 2 1022 1,5 13,6zfo,ool 3862 12.712 3.67 3,09 0,199 0,008 0.042 4.70 163,0 4532 8 5 8,17 0,037 386 6,81 2,27 3,rz 3,36 0,189 0,0ô5'0,053 4,84 149.0 3808 2,0 13,62 0,006 3864 6,81 4,54 2,27 4,03 3,36 0,195 0,005 0,046 5.15 167.0 4389 6,0 1l,8 0,026 <Desc/Clms Page number 28> TABLEAU VI. EMI28.1 <tb>Allia- <SEP> Allia- <SEP> C2Ca <SEP> MgO <SEP> in- <SEP> Oxy- <SEP> Dure- <SEP> Rési- <SEP> Allon- <SEP> Ferro- <tb> EMI28.2 ge non ge nôai- inec- jecté des té st-fi- gement sili- té n té Kg. Kg. des Brin- nale en cium EMI28.3 <tb> traite <SEP> tonne <SEP> tonne <SEP> ter- <SEP> ell <SEP> la <SEP> tra- <SEP> 50 <SEP> mm. <SEP> à <SEP> 75% <tb> n <SEP> tonne <SEP> res <SEP> ction, <SEP> de <SEP> Si <tb> ra- <SEP> Kg./ <SEP> kg. <SEP> / <tb> res <SEP> cm2 <SEP> tonne <tb> inj.<SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P <SEP> C <tb> EMI28.4 a''ô /t /v 1J.# 443 3 84 3J5 0,211 0,020 0,045 4,96 z4,,9 840 0 0,726 443 6,81 2,27 +0,454 3 66 3,25 0,21240,005 0,042 4,74 163,0 4480 6,1 0,726 437 3,78 3,32 Oel98 0,013 0,048 4,89 87,2 904 0 0,726 437 6,81 2,27++0,908 3,59 3,27 o,lg7co,oo5 0,053 4,68 167,0 4532 5,5 0,726 EMI28.5 <tb> + <SEP> Mélanges' <SEP> d'oxydes <SEP> des <SEP> terres <SEP> rares <tb> ++ <SEP> Borure <SEP> de <SEP> calcium, <SEP> 12% <tb> Nitrate <SEP> de <SEP> sodium, <SEP> 8% <tb> Mélanges <SEP> des <SEP> oxydes <SEP> des <SEP> terres <SEP> rares, <SEP> 80% <tb>
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=152026
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| BE (1) | BE514115A (fr) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2805147A (en) * | 1952-10-02 | 1957-09-03 | Tiroler Roehren & Metallwerk | Process and apparatus for introducing fine-grained additions below the surface of metal melts |
| US2834668A (en) * | 1954-05-10 | 1958-05-13 | Union Carbide Corp | Mixture for treating cast iron |
| US2863764A (en) * | 1956-07-23 | 1958-12-09 | Air Reduction | Coated magnesium iron treatment |
| US2867555A (en) * | 1955-11-28 | 1959-01-06 | Curry Thomas Wetzel | Nodular cast iron and process of manufacture thereof |
| US2873188A (en) * | 1956-02-10 | 1959-02-10 | Union Carbide Corp | Process and agent for treating ferrous materials |
| US2877111A (en) * | 1954-05-10 | 1959-03-10 | Union Carbide Corp | Process for producing cast iron |
| US2889222A (en) * | 1953-12-30 | 1959-06-02 | Union Carbide Corp | Process for the production of nodular cast iron |
-
0
- BE BE514115D patent/BE514115A/fr unknown
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