Influence de la vitesse de solidification :

 

La structure de tous les alliages courants subit l’influence de leur vitesse de refroidissement. Une augmentation de cette vitesse provoque une diminution de la grosseur des grains de l’alliage. En conséquence des pièces en fonte d’épaisseur relativement faible, qui se solidifient donc plus rapidement, ont une structure plus fine que des pièces plus épaisses coulées avec la même fonte à la même température. Toutefois, un accroissement des vitesses de solidification et de refroidissement à l’état solide de la fonte peut modifier complètement la structure de cette dernière. La solidification eutectique peut facilement subir une surfusion, c’est à dire qu’un refroidissement rapide peut abaisser au-dessous de la normale la température de formation de cet eutectique. Une surfusion modérée peut modifier le type de graphite qui se forme. Lorsqu’elle est plus prononcée, la surfusion peut provoquer la formation de carbures primaires dans la microstructure et, quand elle est encore plus poussée, elle peut même supprimer complètement la formation de graphite. Ce phénomène de surfusion est exploité pour la fabrication de pièces en fonte blanche ou en fonte trempée, ou des pièces qui sont destinées à être « malléabilisées ».

 

Il est possible de déterminer la sensibilité relative de la fonte à la surfusion, au niveau du moyen de fusion en réalisant un essai de trempe. Cet essai consiste à couler une éprouvette de petite taille en forme de coin ( appelé : éprouvette de trempe ).La fonte située à l’extrémité du coin ( partie la plus fine ) se solidifie très rapidement, sous la forme de fonte blanche, tandis que le reste du coin se refroidit plus lentement.

Une fois refroidie, l’éprouvette coulée est cassée en deux et la mesure de l’épaisseur de la couche de fonte blanche est prise comme paramètre. La tendance d’une fonte à se solidifier avec une structure blanche peut être réduite, en augmentant les teneurs en carbone et/ou du silicium, ainsi qu’en introduisant dans la fonte certains éléments d’alliage graphitisants.

D’autres éléments d’alliage qui sont des stabilisateurs des carbures, favorisent la surfusion et la formation de fonte blanche.