Vous êtes-vous déjà demandé comment les matériaux utilisés en fonderie façonnent le monde qui nous entoure ? Cet article se penche sur le domaine fascinant des matériaux de fonderie, en explorant leurs types, leurs propriétés et leurs applications. Grâce aux conseils d'ingénieurs mécaniciens chevronnés, vous découvrirez comment ces matériaux influencent tout, des pièces automobiles aux composants aérospatiaux. Préparez-vous à découvrir les secrets des matériaux qui rendent possibles les merveilles de l'ingénierie moderne.
Les métaux coulés les plus courants sont la fonte grise, la fonte ductile, la fonte malléable et l'acier moulé. Les métaux non ferreux couramment coulés sont le laiton, le bronze étamé, le bronze sans étain, l'alliage d'aluminium, etc.
Huit types de matériaux de coulée sont couramment utilisés, notamment la fonte grise, la fonte malléable, la fonte ductile, la fonte vermiculaire et l'acier moulé, aluminium moulé Les alliages de cuivre et de zinc, le bronze et le laiton, entre autres. Voici une description de leurs caractéristiques et de leurs applications :
La fonte grise est connue pour sa bonne fluidité et son retrait minimal pendant le refroidissement. Sa résistance est faible, mais elle présente des qualités de plasticité et de ténacité.
Les module d'élasticité de la fonte grise varie de 80 000 à 140 000 MPa, en fonction de la microstructure. Sa résistance à la compression est trois à quatre fois supérieure à sa résistance à la traction.
Outre ces propriétés, la fonte grise présente également une bonne résistance à l'usure et une bonne absorption des vibrations, et n'est pas sensible aux entailles. Elle est également facile à usiner. Cependant, ses soudage les performances sont médiocres.
La fonte grise a une limite de température maximale de 300 à 400°C, au-delà de laquelle elle ne peut supporter une exposition prolongée. Malgré cette limite, elle reste la fonte grise la plus couramment utilisée. type de fonteLa production de fonte est de 85% à 90%, soit la totalité de la production de fonte.
La fonte malléable possède des propriétés inférieures à celles de la fonte grise, mais supérieures à celles de la fonte coulée. acier. Il est principalement utilisé pour produire de petites pièces moulées à parois minces qui nécessitent un certain niveau de résistance et de ténacité.
En outre, la fonte malléable présente une bonne résistance à la corrosion et l'usinabilité. En outre, sa résistance aux chocs est trois à quatre fois supérieure à celle de la fonte grise.
Alors que le gris fonte de fer sont souvent considérées comme étant de qualité supérieure, les pièces moulées en fonte ductile sont encore largement utilisées et offrent plusieurs avantages. Par exemple, la fonte ductile est connue pour son excellente usinabilité et peut présenter des changements significatifs de propriétés par traitement thermique.
La fonte ductile présente également une résistance à la traction supérieure à celle de la fonte grise et de l'acier moulé, ainsi qu'un rapport rendement/résistance à la traction supérieur à celui de la fonte malléable et de l'acier.
En outre, elle possède la meilleure plasticité parmi les fontes, bien que sa résistance aux chocs se situe entre celle de l'acier moulé et celle de la fonte grise.
La fonte ductile se distingue également dans d'autres domaines, tels que ses excellentes propriétés à basse température et sa haute résistance à la corrosion. résistance à la fatiguequi sont comparables à l'acier #45, mais avec une sensibilité à la concentration de contraintes inférieure à celle de l'acier.
En outre, il offre une bonne résistance à l'usure, à la chaleur et à la corrosion.
Un autre avantage de la fonte ductile est sa capacité à vibrer amortissement qui est de 1:1,8:4,3 par rapport à l'acier et au fer gris.
Compte tenu de ces caractéristiques, la fonte ductile est de plus en plus utilisée comme un matériau important pour diverses applications, malgré sa réputation historique d'être sujette à des défauts.
Les propriétés mécaniques de la fonte à graphite vermiculaire se situent entre celles de la fonte à graphite vermiculaire et celles de la fonte à graphite vermiculaire. fonte grise et de la fonte ductile, ce qui en fait un matériau présentant une bonne solidité, une bonne résistance à la chaleur et une bonne résistance à l'usure.
Par rapport à la fonte nodulaire, sa qualité de coulée est meilleure et comparable à celle de la fonte grise.
Sa résistance est comparable à celle de la fonte nodulaire et ses propriétés anti-vibration, sa conductivité thermique et ses performances de coulée sont similaires à celles de la fonte grise. Toutefois, sa plasticité et sa résistance à la fatigue sont meilleures que celles de la fonte grise.
La fonte à graphite vermiculaire contient inévitablement une certaine quantité de graphite sphéroïdal, qui augmente sa résistance et sa rigidité mais peut compromettre la coulabilité de la fonte en fusion. Cela peut également diminuer l'aptitude au traitement et la conductivité thermique des pièces moulées.
Les performances de moulage de l'acier moulé sont souvent considérées comme médiocres en raison de sa faible fluidité et de son retrait élevé.
Cependant, il est très complet propriétés mécaniquesL'acier moulé présente de nombreux avantages, notamment une résistance, une ténacité et une plasticité excellentes. En fait, la résistance à la traction de l'acier moulé est presque égale à sa résistance à la compression.
Outre ces propriétés, les aciers moulés spéciaux possèdent des caractéristiques uniques telles que la résistance à la chaleur et à la corrosion.
La densité de alliages d'aluminium n'est qu'un tiers de celui du fer, ce qui en fait un choix idéal pour la fabrication de structures légères.
Certains alliages d'aluminium peuvent être renforcés par traitement thermique, ce qui améliore leurs propriétés générales.
Le bronze est classé en deux catégories : le bronze à l'étain et le bronze sans étain. Le bronze à l'étain présente une excellente résistance à l'usure et à la corrosion, une grande solidité et une grande dureté.
Cependant, il a une mauvaise performance de coulée et est susceptible de ségrégation et de porosité de retrait. La trempe n'améliore pas sa résistance.
Le bronze sans étain est généralement fabriqué à partir de bronze d'aluminium ou de bronze au plomb, dont les performances de coulée sont inférieures. Le bronze d'aluminium présente une grande solidité et une résistance importante à l'usure et à la corrosion.
En revanche, le bronze au plomb présente une grande résistance à la fatigue, une bonne conductivité thermique et une excellente résistance aux acides.
Rétrécissement important, résistance générale élevée, bonne plasticité, bonne résistance à la corrosion et à l'usure.
Bonne performance de coupe.
| Fonte grise | Fer malléable | Fonte ductile | Fonte à graphite vermiculaire | |
| Morphologie du graphite | Floconneux | Floculant | Globulaire | Vermiculaire |
| Résumé | Fonte obtenue par l'exécution complète de la première étape du processus de graphitisation | La fonte blanche est une sorte de fonte à haute résistance et ténacité obtenue par graphitisation. recuit | Le graphite sphéroïdal a été obtenu par sphéroïdisation et inoculation. | Le graphite vermiculaire a été obtenu par vermiculation et inoculation |
| Castabilité | bon | Pire que la fonte grise | Pire que la fonte grise | bon |
| Performance de coupe | bon | bon | bon | très bon |
| Résistance à l'usure | bon | bon | bon | bon |
| Résistance / dureté | Ferrite : faible Pearlite : élevé | Plus élevé que la fonte grise | Très élevé | Plus élevé que la fonte grise |
| Plasticité / ténacité | Très faible | Proche de l'acier moulé | Très élevé | Plus élevé que la fonte grise |
| Application | Cylindre, volant, piston, roue de frein, soupape de pression, etc. | Petites et moyennes pièces avec forme complexe et les roulements, tels que les clés, les outils agricoles et les engrenages | Pièces nécessitant une résistance et une ténacité élevées, telles que le vilebrequin et les soupapes des moteurs à combustion interne | Pièces pouvant fonctionner en permanence sous l'effet d'un choc thermique, telles que la culasse d'un moteur diesel |
| Remarques | Faible sensibilité à l'encoche | Le forgeage et l'emboutissage ne sont pas autorisés | Résistance élevée à la chaleur, à la corrosion et à la fatigue (2 fois plus que la fonte grise) | Conductivité thermique, résistance à la fatigue thermique, résistance à la croissance et à l'oxydation |
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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