Rio Tinto Fer & Titane Inc.
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Famille des fontes GS

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La fonte GS n'est pas un matériau unique, mais une famille de matériaux qui présente une vaste gamme de propriétés obtenues par le contrôle de sa microstructure. La caractéristique commune à toutes les fontes GS est la forme à peu près sphérique des nodules de graphite, qui ont des propriétés antifissuration et donnent à la fonte GS sa ductilité. Ces caractéristiques essentielles à la qualité et à l'homogénéité de la fonte GS sont mesurées et réglées avec un grand degré de précision par les maîtres fondeurs.

 
Microstructures et résistance en traction de divers types de fonte GS


La fonte GS, qui comporte un fort pourcentage de nodules de graphite dans sa structure, a des propriétés mécaniques déterminées par sa matrice. La figure ci-contre montre le rapport entre la microstructure et la résistance en traction pour une vaste gamme de propriétés. L'importance de la matrice pour le contrôle des propriétés mécaniques est reflétée par l'utilisation du nom de la matrice pour désigner les divers types de fonte GS, comme ci-dessous.
 

 

Fonte GS ferritique

Dans une matrice de ferrite, les sphéroïdes de graphite donnent à la fonte de bonnes propriétés de ductilité, de résistance à l'impact et de résistance à la traction, ainsi qu'une limite d'élasticité équivalente à celle d'un acier à faible teneur en carbone. On peut couler directement les pièces en fonte GS ferritique brute, mais on peut aussi les soumettre à un traitement thermique supplémentaire de recuit afin de maximiser leur ductilité et leur ténacité à basse température.

 

Fonte GS ferritique/perlitique

Ce type de fonte GS est le plus commun ; habituellement, on coule directement les pièces à l'état brut. Les sphéroïdes de graphite sont dans une matrice contenant de la ferrite et de la perlite, et on obtient des propriétés intermédiaires entre celles des fontes ferritiques et perlitiques, avec de bonnes caractéristiques d'usinabilité et de faibles coûts de production.

 

Fonte GS perlitique

Les sphéroïdes de graphite dans une matrice de perlite donnent une fonte à haute résistance dotée d'une bonne résistance à l'usure et à caractéristiques moyennes de ductilité et de résistance à l'impact. Son usinabilité est également meilleure que celle des aciers à propriétés physiques comparables. Les trois types de fonte GS ci-dessus sont les plus communs, et on les utilise habituellement pour couler des pièces moulées à l'état brut, mais on peut également allier la fonte GS et/ou la soumettre à un traitement thermique pour obtenir les types ci-dessous, qui servent à de nombreuses autres applications.

 

Fonte GS martensitique

Pour obtenir ce type de fonte GS, il faut éviter la formation de perlite en ajoutant des proportions adéquates d'alliages, et utiliser un traitement thermique de trempe. La matrice de martensite trempée en fait un matériau à haute résistance mécanique et d'une grande résistance à l'usure, mais à plus faible ductilité et ténacité.

 

Fonte GS bainitique

On peut obtenir ce type de fonte par alliage et/ou par traitement thermique mais sans maintient de la température intermédiaire; la fonte ainsi obtenue est un matériau dur et d'une grande résistance à l'usure.

 

Fonte GS austénitique

Allié de façon à obtenir une matrice austénitique, ce type de fonte GS présente de bonnes caractéristiques de résistance à la corrosion et à l'oxydation, de bonnes propriétés magnétiques, ainsi qu'une bonne résistance et une grande stabilité dimensionnelle aux températures élevées.

 

Fonte ADI

Le type de fonte GS le plus récent, la fonte ADI, est un sous-groupe de fontes GS produites en donnant à de la fonte GS ordinaire un traitement bainitique étagé spécial. Presque deux fois plus robuste que la fonte GS perlitique, la fonte ADI conserve ses caractéristiques de forte dilatation et de grande ténacité, qui font d'elle un matériau à caractéristiques supérieures de résistance à l'usure et de résistance à la fatigue.