Brevet FR2777995A1 — publié le 19991029

Procédé d'analyse thermique de fonte à graphite sphéroïdal. Cette invention se rapporte à un procédé d'analyse thermique d'une fonte à graphite sphéroidal, et plus particulièrement à un procédé amélioré destiné à déterminer des propriétés d'une fonte à graphite sphéroidal au moyen d'une analyse thermique du métal fondu de celle-ci. Au cours de la recherche des propriétés d'une fonte à graphite sphéroidal en utilisant la courbe de refroidissement du métal fondu de celle-ci avant moulage, une partie du métal fondu est versée dans un récipient d'échantillonnage muni d'un thermocouple et contenant une petite quantité de soufre (S) et de tellure (Te) de manière à transformer la masse en fusion en fonte brute blanche. Lorsque du soufre et du tellure sont utilisés comme additif, des éléments contenus dans la fonte à graphite sphéroidal fondue réagissent avec le soufre avant le tellure, et le soufre se transforme en sulfure de magnésium (MgS). Par conséquent, le tellure ajouté dans la masse en fusion ne sera pas consommé, et la formation de fonte brute blanche sera favorisée. Du tellure est placé dans le récipient d'échantillonnage, et ensuite le graphite fondu de fonte, à une température élevée, est versé dans le récipient, le tellure réagit avec l'oxygène, et forme de l'oxyde de tellure (Te) qui est un poison pour l'homme, et est libéré dans l'air. Du fait que l'oxyde de tellure émet une fumée blanche, il agresse les yeux de l'opérateur se trouvant au voisinage d'un four mis en oeuvre à une température élevée d'environ 15000C. A la lumière de ce qui précède, c'est un but principal de la présente invention de procurer un procédé d'analyse thermique de fonte à graphite sphéroidal sans effet sur la pollution de l'environnement. 2 2777995 C'est un autre but de l'invention de procurer un procédé d'analyse thermique d'une fonte à graphite sphéroïdal en utilisant le récipient d'échantillonnage ne contenant pas de tellure. Conformément à l'invention, de façon à atteindre les buts ci-dessus, des éléments de terres rares telles que le cérium (Ce) ou le lanthane (La), ainsi que des éléments de terres rares en mélange tels que du mischmétal sont utilisés comme additifs à la place du tellure. De préférence, de façon à atteindre les buts ci-dessus, la proportion dudit élément de terre rare ou desdits éléments de terres rares parmi le groupe d'éléments de terres rares en mélange est d'au moins 0,4 % en poids. La figure 1 est un schéma représentant une relation entre la modification de la température eutectique d'une fonte à graphite sphéroïdal contenant 1,4, 2,0 et 3,0 % (en poids) de silicium et de mischmétal ajoutés à celle-ci. La figure 2 est une photomicrographie représentant la microstructure d'une fonte à graphite sphéroidal ne contenant pas de mischmétal. La figure 3 est une photomicrographie représentant la microstructure d'une fonte à graphite sphéroidal contenant 0,2 % (en poids) de mischmétal. La figure 4 est une photomicrographie représentant la microstructure d'une fonte à graphite sphéroidal contenant 0,4 % (en poids) de mischmétal. La figure 5 est une photomicrographie représentant la microstructure d'une fonte à graphite sphéroidal contenant 0,6 % (en poids) de mischmétal. Le métal fondu de fonte est versé dans un récipient d'échantillonnage contenant une petite quantité d'additifs mentionnés dans ce qui précède afin de mesurer une courbe de refroidissement du métal fondu. A partir de la courbe de refroidissement obtenue, il est possible de mesurer une température de cristallisation fondamentale montrant des première et seconde températures eutectiques du métal fondu de la même manière que dans le cas dans lequel l'équivalent en carbone, la teneur en carbone et 3 2777995 la teneur en silicium dans le métal fondu sont examinés en utilisant le récipient d'échantillonnage dans lequel on a placé du tellure. Selon que le tellure a réagit avec le métal fondu, la fonte à graphite sphéroïdal peut être convertie en fonte brute blanche, ce qui peut être observé par la diminution de la température eutectique du métal fondu. A savoir, la conversion de la fonte à graphite sphéroidal fondue en fonte brute blanche peut être estimée par un abaissement de la température eutectique de la fonte à graphite sphéroîdal fondue, vers la température eutectique de la fonte brute blanche (ou "température eutectique de la cémentite"). Si de la cémentite (FeC) se forme dans la fonte à graphite sphéroidal fondue, il est possible d'observer la structure de la fonte brute blanche au moyen d'un microscope. Habituellement, la teneur en silicium d'une fonte à graphite sphéroïdal est d'environ 1,4 à 3,0 % (en poids), et une augmentation de la teneur en silicium diminue la température eutectique de la fonte brute blanche. On ajoute respectivement 0,2, 0,4 et 0,6 % (en poids) de mischmétal aux échantillons de fonte à graphite sphéroïdal fondue contenant 1,4, 2,0 et 3,0 % (en poids) de silicium, et la modification de la température eutectique de chaque échantillon est observée. On sait déjà que lorsqu'une fonte à graphite sphéroïdal fondue contient 1,4 % de silicium, la température eutectique de celle-ci est de 1114 C, et lorsqu'elle contient 3,0 % de silicium, la température eutectique est de 1101 C. Par conséquent, les résultats ci-dessus peuvent être présentés sur la figure 1, dans laquelle la température eutectique du métal fondu est tracée selon les ordonnées et la teneur en mischmétal est représentée en abscisses. Comme indiqué sur la figure 1, si l'on ajoute 0,4 % de mischmétal à la fonte à graphite sphéroïdal fondue contenant 2,0 % de silicium, la figure indique la température eutectique de la fonte brute blanche quelle que soit la teneur en silicium. Ensuite, du mischmétal est ajouté à la fonte à graphite sphéroïdal fondue contenant 2,0 % de silicium, et la microstructure de celle-ci est observée. Sur la figure 2 représentant la structure d'une fonte à laquelle on n'a pas ajouté de mischmétal, la fonte à graphite sphéroidal peut être facilement reconnue. Lorsque l'on ajoute 0,2 % de mischmétal à la fonte fondue, la structure de la fonte se transforme en fonte à graphite sphéroïdal de type CV, comme indiqué sur la figure 3. Dans les cas o l'on ajoute respectivement 0,4 % et 0,6 % de mischmétal à la fonte fondue, comme indiqué sur les figures 4 et 5, les deux structures sont dépourvues de graphite et l'on reconnaît l'existence de cémentite. Comme établi dans ce qui précède, le trait caractéristique de la présente invention consiste à ajouter plus de 0,4 % d'éléments de terres rares au récipient d'échantillonnage devant être utilisé pour analyser la fonte à graphite sphéroïdal fondue. Lorsqu'une faible proportion d'éléments de terres rares est ajoutée à la fonte fondue, de la même manière que l'addition de tellure, on peut facilement mesurer la température eutectique d'une courbe de refroidissement, et les éléments de terres rares se combinent avec l'oxygène qui est mélangé au métal fondu, et forment de l'oxyde de cérium ou de l'oxyde de lanthane. Ces oxydes ne diffusent pas dans l'air comme l'oxyde de tellure, flottent sur l'eau, et se solidifient ensuite après quelques minutes. Par conséquent, les opérateurs se trouvant au voisinage d'un four ne seront pas mis en danger par l'oxyde ci-dessus comme dans le cas du tellure. 2777995 REVENDICATIONS 1. Procédé d'analyse thermique de fonte à graphite sphéroidal comprenant l'addition d'une petite quantité d'un élément sélectionné parmi le groupe constitué des éléments de terres rares que l'on ajoute à un échantillon de fonte à graphite sphéroidal fondue. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit élément de terre rare est le cérium. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit élément de terre rare est le lanthane. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits éléments de terres rares sont sélectionnés à partir des éléments de terres rares du groupe du cérium. 5. Procédé d'analyse thermique de fonte à graphite sphéroïdal comprenant l'addition d'une petite quantité de mélanges d'éléments de terres rares que l'on ajoute à un échantillon de fonte à graphite sphéroidal fondue. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit mélange est du mischmétal. 7. Procédé selon les revendications 1 à 4, dans lequel la quantité de l'élément devant être ajouté audit échantillon est au moins d'environ 0,4 % en poids. 8. Procédé selon les revendications 5 et 6, dans lequel la quantité dudit mélange est au moins d'environ 0,4 % en poids.