Bibliographie & annexes
Présentation
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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 6892 de novembre 2016. citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 6892-1 (A03-001-1) : Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1 : méthode d'essai à température ambiante (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
La norme ISO 6892-1 de juillet 2016 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 6892-1 : Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1: Méthode d'essai à température
ambiante (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1911 (Décembre 2019).
La norme ISO 945 citée dans cet article a été enrichie d'une partie 4 : ISO 945-4 : Microstructure des fontes - Partie 4: Méthode d'essai pour l'évaluation de la nodularité des fontes à graphite sphéroïdal (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1904 (avril 2019).
La norme NF EN ISO 6892-2 d'avril 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 6892-2 (A03-001-2) : Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 2 : méthode d'essai à température élevée.
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1811 (novembre 2018).
La norme NF EN ISO 945-1 de mai 2009 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 945-1 (A32-100-1) Mars 2018 "Microstructures des fontes - Partie 1 : Classification du graphite par analyse visuelle"
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1803 (avril 2018).
RÉSUMÉ
Cet article fournit les données concernant les fontes à graphite vermiculaire. Il indique comment le process et ses contrôles associés ont permis de garantir cette fiabilité et cette répétitivité, et fait état des normes existantes relatives à ces fontes. Les caractéristiques à l’emploi, intermédiaires entre celles des fontes à graphite lamellaire et sphéroïdal, en liaison avec le graphite qui reste interconnecté, sont indiquées ainsi que leurs évolutions en fonction de paramètres structuraux et de la température d’emploi. Les applications industrielles actuelles et à venir sont mentionnées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Joël LE GAL : Ingénieur Civil des Mines - Ancien Expert Fonderie du Groupe Renault, - Technocentre Renault, 78280 Guyancourt, France
INTRODUCTION
La morphologie originale du graphite vermiculaire (GV), dérivant de la morphologie du graphite lamellaire, mais sans effet d’entaille marqué en extrémité des lamelles, suscite l’intérêt des métallurgistes depuis les années 1980.
Cette morphologie laisse entrevoir des propriétés originales du matériau, pouvant conduire suivant la propriété d’emploi recherchée, à des avantages importants :
-
par rapport à une fonte à graphite lamellaire (GL), les caractéristiques de traction, module d’élasticité, fatigue, tenue au choc sont très sensiblement améliorées ;
-
par rapport à une fonte à graphite sphéroïdal (GS), une meilleure conductivité thermique et une meilleure résistance au frottement, dues au graphite interconnecté, sont constatées.
Mais, l’obtention reproductible du graphite vermiculaire est particulièrement délicate, car il est intermédiaire entre le graphite lamellaire et le graphite sphéroïdal, ce dernier devant sa plus grande facilité de production industrielle fiable à une fourchette autorisée assez large de magnésium résiduel.
De plus, l'usinage est longtemps resté un frein important pour l’industrialisation, notamment dans les fabrications de grande série type automobile.
Aujourd’hui, l’ensemble des progrès réalisés permet des fabrications en grande série :
-
maîtrise et reproductibilité des structures recherchées pour l’emploi sur les pièces brutes,
-
usinage dans des conditions industrielles correctes grâce aux progrès réalisés à la fois sur les outils et sur les conditions de coupe.
L’objectif de cet article est de fournir les caractéristiques d’élaboration, les caractéristiques métallurgiques, les propriétés d’emploi, et les premières applications industrielles de la fonte à graphite vermiculaire. La recherche d’allègement pour les automobiles et les camions permet d’envisager une croissance rapide d’emploi de cette fonte.
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MOTS-CLÉS
applications industrielles actuelles développements prévisionnels procédé de fabrication fonderie fontes à graphite vermiculaire
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Conclusion
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6. Applications industrielles
-
Dans la période 1980-1990, les propriétés d’emploi des fontes vermiculaires sont étudiées, sans productions industrielles significatives.
-
Dans la période 1990-2000, pour les moteurs des transports terrestres – véhicules particuliers, commerciaux, camions, bus et autocars – (domaine de prédilection d’emploi de ces fontes), les applications industrielles démarrent lentement, en liaison avec un processus de fabrication délicat qu’il faut apprendre à bien maîtriser.
-
La période 2000-2010 voit une augmentation sensible mais continument croissante d’applications, mettant en évidence que des fabrications fiables en grande série de pièces en fonte vermiculaire sont tout à fait réalisables industriellement.
Pour les transports terrestres, les caractéristiques d’emploi plus élevées de la fonte à graphite vermiculaire par rapport à celles de la fonte à graphite lamellaire, autorisant pour les moteurs des gains très substantiels en allègement, en possibilité de downsizing, en diminution de consommation de carburant et en émissions de CO2 de plus en plus sévèrement réglementées, font que le surcoût de la fonte vermiculaire par rapport aux gains obtenus au niveau des produits devient secondaire.
La maîtrise de la structure dans les fabrications industrielles n’autorise pas cependant à produire des pièces de structure homogène à 100 % en fonte à graphite vermiculaire, en liaison avec les vitesses de solidification différentes entre les parois épaisses et les parois minces.
La stratégie consiste à garantir la présence de graphite vermiculaire dans les zones épaisses, et à profiter de la tendance à un taux GS plus élevé dans les parois minces, conduisant à des caractéristiques plus élevées, pour diminuer l’épaisseur de celles-ci et gagner ainsi en poids et allègement induit.
6.1 Secteur automobile
Les pièces aujourd’hui concernées par l’emploi de fonte vermiculaire sont :
-
Les carters-cylindres et carters inférieurs (bedplate) :
Pour les véhicules particuliers, ce sont les carters en V des moteurs Diesel équipant des véhicules haut de gamme, allant de 2,5 à 7 L de cylindrée.
L’emploi...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LOPER (C.R.), LALICH (M.J.), PARK (H.K.), GYARMATY (A.M.) - « The relationship of microstructure to mechanical properties in compacted graphite irons » - AFS Transactions 80-160, pp. 313-330 (1980).
-
(2) - ALTSTETTER (J.D.), NOWICKI (R.M.) - « Compacted Graphite Iron – Its properties and automotive applications » - AFS Transactions 82-188, pp. 959-970 (1982).
-
(3) - HUGHES (I.C.H.), POWELL (J.) - « Compacted Graphite Irons – High quality engineering materials in the cast iron family » - SAE Paper 840772 (1984).
-
(4) - DAWSON (S.) - Document issu d’une présentation « Werkstoff und Automobilantrieb (Materials in Powertrain) », VDI (Verein Deutscher Ingenieure) - Dresden Germany (28-29 October 1999).
-
(5) - DAWSON (S.), TROSCHEL (W.) - Sintercast and U Dieterle Halberg Guss GMBH - Foundry Trade Journal (June 2001).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
sintercast.com/technology, sintercast.com/market,
sintercast.com/library/technical-publications,
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ISO 16112 :2006 - confirmée en 2013 - Fonte à graphite vermiculaire (compacté) - -
NF EN 16079 - janvier 2012 - Fonderie – Fonte à graphite vermiculaire (compacté) - -
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