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ELEMENTS D´ALLIAGE

24.04.2014

Elements d’Alliage et son impacte sur la fonderie

 

Pdf ; FUMBARRI – ELEMENTS D´ALLIAGE

 

al1al4al7 al8

 

Impact sur fontes FGL;

 

FONTE GRISE
Élément Source d´Origine % Effets Significatifs
Normal
Carbone Lingot, Retour Ferraille, Coke y Ajouts exprès 2,5 – 4 Formateur de Graphite ou carbures
C 2,8 jusqu´`a 3,7 Réduit  la résistance à la traction et la dureté. Des niveaux élevés favorisent le graphite grossier et le grain ouvert lors de l´usinage. Augmente la conductivité thermique. Favorise la solidité maximale avec des valeurs de carbone équivalent  à 4,3. Augmente la fluidité.
Silicium Matériaux de Charge, ajouts exprès et  revêtements. 1 – 3,5 Graphitisation et Ferritisant. Durcissement de la ferrite.
Si Favorise la formation de la ferrite. Réduit la résistance et la dureté. Des niveaux supérieurs à  2,8% affaiblissent et durcissent le fer. Réduit la tendance à la succion.
1.4 à 2.8
Manganèse Lingot, Ferrailles et ajouts exprès 0,2 – 1,1 Compense l´effet préjudiciable du soufre.
Mn 0.4 à 0.9 Perlitisant
Il se combine avec le soufre et neutralise.  Promoteur de perlite léger. Des niveaux élevés augmentent le risque de scorie/laitier et sulfure de manganèse.
Magnésium Ajouts exprès —— Carburigène
Mg
Aluminium Ferraille, ferro-alliages et inoculants 0,01 – 0,05 Energétique pour Graphitisation, favorise le graphite type A et réduit la tendance à blanchir.
Al Jusqu´à 0.03 Peut causer des très petits trous ou des succions.
Favorise défauts d´hydrogène, particulièrement lors de l´utilisation de moules en sable vert et lors que les niveaux dépassent les 0,005%.
Neutralise l´azote.
Antimoine Ferraille d´acier (émaillée, etc.). Ajouts exprès. <0,005 Raffine le graphite mais produit une structure anormale.
Sb Perlitisant.
Favorise la perlite.
Un ajout  de 0,01% réduit la quantité de ferrite qui peut se trouver adjacent aux surfaces.
Arsenic Ferraille d´acier <0,01 Perlitisant
As Jusqu´à 0,05 Favorise la perlite.
Un ajout de 0,05% réduit la quantité de ferrite qui peut se trouver adjacent aux surfaces.
Bismuth Ajouts avec cuillères <0,01 Favorise le blanchiment et le graphite type D. Réduit le nombre de cellules eutectoïdes.
Bi Jusqu´à  0,02 Favorise carbures et graphite avec des formes indésirables qui réduisent les propriétés de traction.
Bore Ferraille émaillée, certains types de lingots et ajouts exprès <0,0005 Favorise le graphite type D et augmente la taille de cellule.
B Jusqu´à  0,01 Favorise carbures, en particulier dans le noyau. L´effet est significatif au-dessus d´environ 0,001%.
Calcium Ferro-alliages et inoculants <0,04 Augmente le nombre de cellules et la puissance des inoculants.
Ca
Cérium Retours ou ajouts exprès <0,002 Stabilisateur de carbures. Utilisé pour réduire l´effet du plomb.
Ce
Chrome Retours, ferraille et  ferro-alliages 0,03 – 0,40 Carburigène et perlitizant. Augmente la résistance à la rupture et la dureté.
Cr Jusqu´à  0,02 Favorise la succion dans des sections fines.
Cuivre Ferraille et ajouts exprès 0,01 – 0,90 Perlitisant
Cu Jusqu´à  0,3 Des traces de cet élément n´ont aucun effet significatif et peuvent  être ignorés.
Hydrogène Exposition du bouillon  à l´atmosphère et à la vapeur de l´eau. Plus élevée la température du bouillon, plus d´hydrogène est capturé. 0,0002 – 0,0015 Favorise le trempe invers.
H Jusqu´à 0,0004 Produit de la porosité interne et  moins fréquemment, soufflement le long d´une section.
Peut  promouvoir des petites succions.
Favorise le trempe invers quand la présence du manganèse n´est pas suffisant pour neutraliser le soufre.
Favorise gros graphite.
Plomb Ferraille et  fluorite <0,003 Effet de blanchiment. Favorise le graphite  type D.
Pb Jusqu´à 0,005 Élément préjudiciable, dégénere la formation graphite et parfois génére graphite Widmanstätten, en particulier dans de sections grosses, lors que le fer à un haut  contenu en hydrogène, origine une réduction de la résistance à la traction qui peut arriver jusqu´à la moitié.  Cet effet peut se produire lorsque le plomb est présent en faibles concentrations, inférieures à environ 0,0004%.
Favorise la perlite.
Molybdène Retours, ferraille ou  ferro-alliages Jusqu´`a  0,05 Augmente la résistance à la rupture et dureté.
Mo Carburigène.
Nickel Retours, ferraille, nodulizants et ajouts exprès 0,01 – 1,0 Perlitisant. Augemente la résistance et la dureté sans blanchir.
Ni Jusqu´à 0,1 Des traces de cet élément n´ont aucun effet significatif  et peuvent être ignorés.
Azote Exposition du buillon à l´air. Certaines résines de moulage . Plus élevée la temperature du buillon plus d´azote est prise. 0,002 – 0,008 Effet de blanchiment. Peut  provoquer de la porosité.
N Jusqu´à 0,02 Pactes graphite et la force augmente.
Favorise perlite. Augmenter la tendente du fer à la succion.
Peut provoquer des défauts comme des fissures et porosité du type de petits traits.
Peut être neutralisé par Al ou Ti ou tous les deux.
Oxygène Air dans la fusion et  oxyde de le scorie. Plus élevée la température du buillon plus d´oxygène est pris. 0,005 Gaz. Peut  provoquer de la porosité.
O
Phosphore Lingot, retour et ferraille 0,01 – 0,80 Peut former steadite. Des teneurs plus élevées augmentent la fluidité mais aussi la fragilité.
P 0.02 – 1.2 Augmente la dureté et la fragilité. Augmente la tendence à l´apparition de défauts internes tel que la succion/des creux de rétraction.
Soufre Lingot, Coke, retours, etc. 0,02 – 0,18 Forme sulfures. Il est nécessaire un minimum (0,04) pour contrôler la graphitisation.
S 0.02 – 0.16 Favorise la formation de fer blanc à moins qu´il soit équilibré avec le manganèse. En combinaison avec le manganèse a un effet sur la dureté et la résistance.Un contenu élevé de soufre favorise la scorie/ le laitier  et la tendente à la formation de sulfure de manganèse. Des niveaux inférieurs à  0,05% réduisent la réponse au traitement d´inoculation.
Tellure Ferraille en acier ou ajouts exprès en cuillère <0,005 Blanchissant énergique. Favorise le graphite  type D.
Te Jusqu´à  0,003 Normalement on ne le trouve pas, mais i l est un très puissant formateur de carbure.
Étain Ajouts exprès et  dans certaines ferrailles <0,10 Perlitisant.
Sn Jusqu´`a  0,15 Important promoteur de perlite.
Il est parfois ajouté exprès, jusqu´à 0,1%, , pour favoriser des structures perlitiques.
Titane Lingot et certains ferro-alliages 0,01- 0,06 Effet blanchissant. Réduit le nombre de cellules, favorise le graphite du type D mais favorise l´inoculation, donc un 0,02 – 0,03 est souhaitable. Fixe l´azote.
Ti Jusqu´`a  0,15 Favorise l´apparition de petites bulles d´hydrogène en présence de l´aluminium.
Combiner avec l´azote pour neutraliser ses effets.
Tungstène Ferraille ou ajouts exprès <0,05 Perlitisant
W Jusqu´`a 0,05
Vanadium Ferraille, retours ou ajouts exprès <0,04 Perlitisant. Forme des carbures très stables. Augmente la résistance à la rupture et la dureté.
V Jusqu´`a 0,08
Zinc Ferrailles et retours —— Ferritisant. Peut retarder la graphitisation.
Zn
Zirconium Certains ferro-alliages —— Avec du silicium il est graphitisant.
Zr
Cobalt Ferraille —– Sans effet
Co

Impact sur FGS,

FONTE NODULAIRE
Élément Source d´Origine % Effets Significatifs
Normal
Carbone Lingot, Retour Ferraille, Coke y Ajouts exprès 3 – 4 Formateur de Graphite ou carbures
C 3,4 jusqu´à 3,7 Favorise la flottaison des nodules en graphite pour des fers hypereutectiques. Des niveaux inférieurs à 3,5% affectent négativement la solidité (succion/des creux de rétraction).
Augmente la fluidité.
Silicium Matériaux de Charge, ajouts exprès et  revêtements. 1,8 – 3 Graphitisation. Durcisseur de la Ferrite.
Si Fait baisser la resilience. Augmente la résistance à la traction. Affaiblit.
1.4 à 2.8
Réduit la tendance de refroidissement. Favorise la formation de ferrite. Augmente la résistance à la traction et la dureté des ferritiques. Augmente la ductilité (fragilité), la température de transition. Accéléré la dégradation  perlitique et carbure pendant le traitement  thermique.
Manganèse Lingot, Ferrailles et ajouts exprès 0 – 1,2 Favorise la formation de perlite et carbures intercellulaires.
Mn Jusqu´à  0.5 Promoteur de perlite léger. Doit être inférieur à 0,2% en état brut de coulée pour des fontes ferritiques. Sépare aux limites du grain de refroidissement lent et de sections grosses et favorise carbures. Augmente la température de transition.
Magnésium Ajouts exprès 0,02 – 0,08 Baisse les niveaux de soufre et d´oxygène.
Mg Jusqu´à  0,07 Le résultat est la formation de graphite nodulaire.
Aluminium Ferraille, ferro-alliages et inoculants 0,003 – 0,06 Réduit la tendance au blanchiment. De plus grandes quantités donnent lieu à des courtes lames en graphite. Peut causer des petits trous, en particulier en présence de titane.
Al Jusqu´à  0.03 Favorise des petits trous hydrogène et des défauts de scorie/laitier.
Antimoine Ferraille d´acier (émaillée, etc.). Ajouts exprès. <0,005 Dégénérent les nodules (Spiky), en particulier en l´absance de cérium.
Sb Jusqu´à  0,02 Favorise la perlite.
A un effet indésirable sur la structure de graphite en l´absance de cérium.
A un effet bénéfique pour la promotion de structures nodulaires dans les pièces de grand section coulées en fonte ductile de composition hypereuctectique, à condition que le cérium soit présent.
Arsenic Ferraille d´acier <0,01 Perlitisant
As Jusqu´à  0,05 Promoteur de perlite.
A un effet bénéfique pour la promotion de structures nodulaires dans les pièces de grand section coulées en fonte ductile de composition hypereutectique, à condition que le cérium soit présent.
Bismuth Ajouts avec cuillères <0,01 En présence de terres rares augmente la quantité et qualité des nodules.
Bi Jusqu´à 0,02 Produit indésirables formes de graphite en l´absance de cérium.
Un ajoutement de 0,01 pour cent et fait parfois pour augmenter le nombre de nodules en graphite ou pour prévenir des gros graphites dans des gros sections, mais pour que cela arrive, le cérium doit être présent dans le fer.
Bore Ferraille émaillée, certains types de lingots et ajouts exprès <0,0005 En grandes quantités forment carbures difficiles à supprimer par recuit.
B Jusqu´à 0,01 Favorise carbures et réduit les proprétés mécaniques. L´effet est significatif au-dessus d´environ 0,001%.
Calcium Ferro-alliages et inoculants —– Peut augmenter la quantité et la qualité des nodules et  optimise l´effet de la post-inoculation. En quantité excessive favorise des carbures primaires.
Ca
Cérium Retours ou ajouts exprès 0,0 – 0,3 Favorise la formation et la qualité des nodules. Réduit ou élimine les effets des éléments préjudiciables et du Dross. L´excès de Ce entraîne graphite du type Chunky. La manque de Ce ou de terres rares entraîne des graphites irréguliers du type vermiculaire.
Ce Jusqu´à  0,02 Neutralise les effets préjudiciables de certains éléments en forme de graphite sphéroïdal, traité avec du  magnésium.
Réduit l´évanuissement de l´inoculant.
Favorise le gros graphite dans des sections lourdes lors de l´utilisation de matières premières de haute pureté et les compositions sont hypereutectiques.
Favorise gros graphite dans des fers austénitiques.
Au-dessus de 0,01% favorise carbures.
Chrome Retours, ferraille et  ferro-alliages 0,02 – 0,13 Carburigène et perlitisant. Augmente la résistance à la rupture et la dureté.
Cr Jusqu´à  0,02 Favorise carbures,
sépare aux limites cellulaires en  épaisses/grosses sections pour former des carbures très stables.
Cuivre Ferraille et ajouts exprès 0,01 – 0,90 Perlitisant. N´affecte pas la qualité des nodules.
Cu Jusqu´à  0,3 Favorise la perlite et augmente la résistance et la dureté.
Détériore la  ferritisation.
Hydrogène Exposition du bouillon  à l´atmosphère et à la vapeur de l´eau. Plus élevée la température du bouillon, plus d´hydrogène est capturé. 0,0002 – 0,0015 Favorise le trempe invers, des petits trous et la succion.
H Jusqu´à 0,0004 Produit des pores à l´intérieur de la section qui se caractérisent par la présence d´une couche continue de graphite.
Plomb Ferraille et  fluorite Jusqu´à  0,005 Élément préjudiciable. Dégénere des nodules en  l´absence de terres rares.
Pb En l´absence de cérium, a un effect indéssirable sur la structure de graphite.
Favorise la perlite.
Molybdène Retours, ferraille ou  ferro-alliages 0,01 – 0,75 Carburigène. Il est utilisé pour favoriser la perlite et/ou bainite.
Mo Jusqu´à 0,05
Nickel Retours, ferraille, nodulizants et ajouts exprès 0,01 – 1,25 Favorise la formation de perlite et/ou bainite
Ni Jusqu´à 0,1 Des traces de cet élément n´ont aucun effet significatif  et peuvent être ignorés
Azote Exposition du buillon à l´air. Certaines résines de moulage . Plus élevée la temperature du buillon plus d´azote est prise. 0,002 – 0,008 Effet de blanchiment et peut contribuer à la porosité.
N Jusqu´`a  0,02 Peut causer des deffets de porosité du type des trous d´épingle, généralement près des points chauds.
Oxygène Air dans la fusion et  oxyde de le scorie. Plus élevée la température du buillon plus d´oxygène est pris. <0,005 Gaz. Peut provoquer de la porosité.
O
Phosphore Lingot, retour et ferraille <0,05 Forme des réseaux de phosphure et  diminue la ténacité.  Favorise la formation de succion/des creux de rétraction.
P < 0.05 Au-dessus de 0,05% peuvent  produire des défauts internes succion/des creux de rétraction. Affaiblit le fer. Sépare les limites des grains et produit du carbure /phosphure complexes.
Soufre Lingot, Coke, retours, etc. <0,02 Réagit avec le magnésium et avec les terres rares, de sorte que son contenu en fer doit être contrôlé. Plus de  S, plus de scorie/laitier.
S < 0.015 Des niveaux excessifs dans le fer base affecte la formation de scorie/laitier. Les nivaux supérieurs à  0,015%  rendent difficile la formation de nodules et favorisent la formation de graphite lamellaire ou de graphite nodulaire mal formé.
Tellure Ferraille en acier ou ajouts exprès en cuillère <0,005 Élément préjudiciable, il cause dégénération du graphite.
Te Jusqu´à 0,003
Étain Ajouts exprès et  dans certaines ferrailles <0,10 Perlitisant. Au-dessus de 0,10% peut dégénérer le graphite.
Sn Jusqu´à 0,15 Il favorise la formation de perlite.
Il est parfois ajouté exprès, jusqu´à 0,1%, pour favoriser des structures perlitiques.
Il cause fragilité quand il se trouve plus près du 0,1%.
Détériore la ferritisation.
Titane Lingot et certains ferro-alliages <0,07 Il est consideré un élément préjudiciable, cause des effets similaires à l´aluminium.
Ti Jusqu´`a 0,15 En l´absence de cérium, peut avoir un effet indésirable sur la forme du graphite.
Favorise l´apparition de petites bulles d´hydrogène en présence de l´aluminium.
Tungstène Ferraille ou ajouts exprès <0,05 Perlitisant
W Jusqu´à 0,05
Vanadium Ferraille, retours ou ajouts exprès <0,04 Perlitisant. Forme des carbures très stables et résistants au recuit.
V Jusqu´`a 0,08 Augmente la résistance à la rupture et la dureté.
Zinc Ferrailles et retours —— ——-
Zn
Zirconium Certains ferro-alliages 0,01 Favorise le graphite lamellaire et des nodules moins arrondits.
Zr
Cobalt Ferraille —– Sans effet
Co

 

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