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métallographiques

Nomenclature

La fonte ductile (GS) « 65-45-12 » désigne une fonte à graphite sphéroïdal (GS) possédant une résistance mécanique d’au moins 65 ksi, une limite d’élasticité de 45 ksi et un allongement à la rupture minimal de 12 % (norme ASTM A536). La dureté mesurée en Brinell se situe typiquement entre 152 HB et 185 HB. Les autres désignations sont : FGS450-10 (France), FNG42-12 (Belgique), D4512 (SAE), F33100 (UNS) et 450-10 (ISO).

Méthode d’élaboration

L’échantillon a été produit par Fonderie Laroche située à Pont-Rouge. La pièce a été obtenue par coulée en moule au sable. La sphéroïdisation est réalisée avec un inoculant à base de Fe-Si-Mg. Les paramètres d’élaboration sont non disponibles.

État métallurgique

Cette fonte GS de désignation « 65-45-12 » a été obtenue brute de coulée (sable) sans aucun traitement thermique réalisé après la coulée.

Remarques sur la composition chimique

La teneur en carbone est de 3,42 % et la teneur en silicium est de 2,62 % (carbone équivalent de 4,3 %, sur l’eutectique du diagramme fer-carbone). Le manganèse (0,35 %) et le cuivre (0,1 %) agissent comme agents perlitisants.

Remarques sur la microstructure

À l’état non attaqué (100X), la taille des nodules de graphite ainsi que leur dispersion dans la matrice sont plus faciles à évaluer par analyse d’images. La nodularité est de 99 %, pour une densité nodulaire de 159 nod/mm²*. Le diamètre moyen des nodules est de 32 µm, avec une valeur minimale de 10,1 µm et une valeur maximale de 100 µm. Les données quantitatives pour la proportion des phases sont : perlitique (39 %); ferritique (49 %); fraphitique (12 %). À l’état attaqué au nital 2 %, la microstructure révèle des grains de ferrite autour des nodules de graphite, ce qui montre que le processus de graphitisation appauvrit en carbone la zone adjacente. La perlite est relativement fine, et la matrice est ferrito-perlitique. Habituellement, pour ce grade de fonte, elle serait davantage ferritique.

* Selon la norme ASTM 2567E et le facteur de forme de 0,6. La précision pour la nodularité est de +/- 15 nod/mm².

Remarques sur les propriétés mécaniques

Traduite en unités d’ingénierie du système international, la fonte GS « 65-45-12 » devient 448 MPa-310 MPa-12 %. Les valeurs mesurées pour la résistance mécanique et la limite élastique surpassent les valeurs prescrites par la norme ASTM A536. Cependant, l’allongement à la rupture est de 9 %, alors que cette même norme prescrit un minimum de 12 %. Cette microstructure permet à la fois un usinage à grande vitesse et une très faible rugosité de surface. Les propriétés de cet alliage le rendent apte à la fabrication de composants de machines sujets aux chocs et à la fatigue.

Préparation métallographique

1. Meulage : 2x (180 grains, 2 min.), 2x (220 grains, 2 min.), 2x (320 grains, 2 min.);
2. Polissage avec particules diamantées MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-DAC 3 µm (4 min.), MD-NAP 1 µm (2 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry (1 min.).

Fiches d’alliages associés

• Ft-08 Fonte GS A536 65-45-12
• Ft-09 Fonte GS A536 65-45-12
• Ft-10 Fonte GS A536 65-45-12
• Ft-11 Fonte GS A536 65-45-12

Applications possibles

Cette classe de fonte GS « 65-45-12 » permet des applications de service général. Elle combine à la fois une résistance mécanique comparable à celle d’un acier SAE 1035 laminé à chaud et une résistance aux chocs respectable pour des applications à température ambiante. Cette fonte possède une bonne usinabilité et une faible rugosité de surface après usinage.

Applications possibles : rotors à pompes hydrauliques, ébauches d’engrenages (gear blank), béliers, glissières pour machines-outils, plaques-modèles pour la fonderie, pinces, corps de soupapes, collecteurs, soupapes de compresseurs, bagues de cylindres hydrauliques, bagues de tiges (rod bushings), moules pour pneus, pièces automobiles telles étriers de freins, arbres à cames, cylindres, bielles, pignons et engrenages.

Provenance/Fabrication

L’échantillon de traction a été produit par Fonderie Laroche, Pont-Rouge, Québec, Canada.

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