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Résistance à l'abrasion de fontes blanches au chrome. Influence de la teneur en carbone et du traitement thermique

Joël Saverna
Alain Couture
Jacques Masounave
JS

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Joël Saverna

Résumé du colloque

Les fontes blanches sont généralement utilisées pour des applications d'usure abrasive sévère. Nous devons chercher à améliorer la résistance à l'usure par une composition et un traitement thermique optimum. L'influence de la teneur en carbone sur la résistance à l'usure abrasive a été étudiée sur une dizaine de compositions dans la fourchette 12-18% Cr 1-3% Mo 1.2-4.1% C. Le test utilisé était le bac rotatif couché, abrasif quartz sec. Les éprouvettes ont été coulées en sable après des essais finales (3"x1"x1"). Les bases d'usure présentent une orientation privilégiée de la microstructure de type "solidification dirigée", les parois du moule en sable ayant servi de lieu de germination en cours de solidification. De ce fait, les bandes d'austénite (dans le cas des compositions hypoeutectiques) et les carbures eutectiques ou primaires (dans le cas des compositions eutectiques ou hypereutectiques) présentent une orientation proche de la perpendiculaire à l'axe d'usure. Ceci permet d'obtenir une bonne reproductibilité des résultats en gardant constante d'un échantillon à l'autre la direction privilégiée de la microstructure et de l'abrasif. Chaque composition a été testée dans trois états microstructuraux différents: coulée, trempée à l'air (après 955°C et revenue à 210°C (traitement de durcissement secondaire). Ces traitements thermiques ont pour effet de faire croître la dureté de façon qu'ils provoquent une augmentation de dureté de 50 HRC (brut de coulée, matrice austénitique) jusqu'à 60 à 65 HRC (trempe-revenue, matrice eutectique revenue à 210 ou 510°C). Il existe un optimum pour la teneur en carbone et la composition de l'eutectique austénite-carbures (FeCr)7C3 (3.6% C dans ce type d'alliage) pour lequel la perte de matière lors du test d'usure est minimale. L'augmentation de l'résistance à l'usure jusqu'à l'eutectique s'explique par un pourcentage volumique de carbure plus élevé. Bien que présentant une surface relative des carbures (FeCr)7C3 plus grande, les compositions hypereutectiques accusent une moins bonne résistance à l'abrasion sous faible contrainte attribuable à un processus de fissuration et fracture des carbures primaires observé par microscopie à balayage.

Contexte

Section :
Génie des matériaux/Métallurgie
news icon Thème du colloque :
Génie des matériaux/Métallurgie
host icon Hôte : Université d’Ottawa

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Titre du colloque :

Génie des matériaux/Métallurgie
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