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métallographiques

Nomenclature

Cette fonte blanche Ni-Hard est de composition chimique exploratoire. Elle a été élaborée pour montrer l’effet de l’augmentation de la teneur en carbone directement sur le point eutectique du diagramme fer-carbone. Ainsi, elle n’est pas assujettie à une norme particulière définissant les propriétés chimiques et mécaniques.

Méthode d’élaboration

L’échantillon a été obtenu par élaboration et coulée en moule au sable, effectuée au Département de métallurgie du Cégep de Chicoutimi. La charge de départ est composée de 65 % de ferraille recyclée et de 32 % de fonte recyclée et/ou en gueuse. L’utilisation de fonte en gueuse très pauvre en silicium a permis de réduire son effet graphitisant. La proportion restante de 3 % correspond aux additifs (Fe-Ni, Fe-Cr, SiC, FeSi50 et graphite). La température de coulée se situe à environ 1400 °C. La coulée a été effectuée en moule au sable ouvert pour produire une plaque d’une épaisseur de 0,5 pouce (12 mm).

État métallurgique

Cette fonte Ni-Hard exploratoire à 4,3 % de carbone a été obtenue brute de coulée en moule au sable sans aucun traitement thermique subséquent.

Remarques sur la composition chimique

La teneur en carbone de 4,3 % (valeur de l’eutectique sur le diagramme fer-carbone) est au-delà de l’intervalle permis par la norme ASTM A532, classe 1, type A (2,8-3,6 %). La teneur en nickel de 4,74 % aide à maintenir la phase austénitique à la température ambiante. Les teneurs élevées en chrome (1,9 %) et en nickel visent à s’assurer d’une excellente trempabilité. Le chrome compense l’effet graphitisant du nickel et permet la formation de carbures stables.

Remarques sur la microstructure

Cette fonte Ni-Hard eutectique à 4,3 % de carbone possède une microstructure constituée de cémentite et de carbures de type M₃C (en grandes plages blanches entourant les dendrites), de quelques longs carbures primaires (en blanc) et de carbures eutectiques appelés la lédéburite (petits ronds constitués d’austénite saturée en carbone et de martensite). Le réseau interdendritique de cémentite est de plus faible étendue avec une teneur en carbone eutectique (4,3 %). Il est également possible de distinguer quelques plages graphitiques.

Pour une pièce brute de coulée, les dendrites sont constituées de martensite (aiguilles ou plaquettes brun foncé après attaque au nital 2 %) et de plages austénitiques non transformées (blanchâtres, crème ou beige pâle).

Remarques sur les propriétés mécaniques

La résistance mécanique et la limite élastique ne sont pas des propriétés généralement mesurées pour les pièces fabriquées en fonte Ni-Hard. Comme ces pièces sont sollicitées en usure (par abrasion et choc), c’est principalement la dureté, et parfois le test d’impact, qui est demandée par le client. La résistance à l’abrasion est élevée sous l’action de contraintes élevées. La dureté de cet échantillon est de 60 HRC (655 HB).

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-17 Fonte Ni-Hard Classe 1, type B (2,3 % C)
• Ft-18 Fonte Ni-Hard Classe 1, type A (3,1 % C)
• Ft-19 Fonte Ni-Hard Classe 1, type A (3,5 % C)
• Ft-21 Fonte blanche Ni-Hard (5,0 % C)

Applications possibles

Aucune d’application n’est mentionnée pour ce type de fonte blanche Ni-hard non normée. Consultez les autres fiches associées pour comparer les métallographies ou connaître les applications possibles.

Provenance/Fabrication

La plaque d’une épaisseur de 0,5 pouce a été élaborée et coulée au Département de métallurgie du Cégep de Chicoutimi, Saguenay, Québec, Canada.

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