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.