La fonte ductile est un matériau à haute résistance- formé par l'ajout de magnésium à de la fonte en fusion. Il y parvient en ajoutant des minéraux au fer en fusion, provoquant la solidification du graphite de la fonte en sphéroïdes (nodules), plutôt qu'en structure de flocons commune trouvée dans la fonte grise standard. Cela crée un matériau hybride qui combine la coulabilité de la fonte avec les propriétés mécaniques de l'acier, le rendant plus polyvalent et plus dur que la fonte grise.
Ces structures dans le graphite sphéroïdal aident à éviter la fragilité de la fonte grise et aident la fonte ductile à mieux répartir et absorber les contraintes que la première. Ces propriétés le rendent adapté à une variété d'applications à haute-résistance, haute-ténacité et résistance à l'usure-.
La fonte ductile est produite par un processus appelé « sphéroïdisation » ou « pelletisation ». Dans ce processus, une petite quantité de magnésium (et parfois de cérium) est ajoutée à la fonte fondue. Il réagit avec le carbone du fer, provoquant la sphéroïdisation du graphite.
Le processus de coulée est strictement contrôlé, nécessitant d’excellentes performances en matière de gestion de la température et de la composition chimique. Le procédé comprend généralement les étapes suivantes : fusion ; ajouter du magnésium; fonderie.
Le moulage peut ensuite être usiné dans la forme appropriée. Par rapport à la fonte grise traditionnelle, cette pièce moulée présente une résistance à la traction, une ductilité et une résistance à la fatigue plus élevées, et les propriétés mécaniques du produit fini sont également améliorées.
Différences entre la fonte grise et la fonte ductile
Microstructure : Dans la fonte grise, la structure du graphite est constituée de grosses particules de graphite angulaires. Cela se traduit par des propriétés mécaniques inférieures, telles qu'une résistance à la traction et une ductilité inférieures. Contrairement à la fonte grise, la fonte ductile a une ténacité sphéroïdale ou globulaire. Comparé aux pièces moulées, ce matériau présente une meilleure répartition des contraintes et ne produit pas de fragilité.
Résistance : la fonte ductile a une résistance à la traction nettement supérieure à celle de la fonte grise. Bien que la fonte grise soit effectivement utile dans les applications non-porteuses-, elle est plus sujette à la fissuration sous contrainte.
Ductilité : En raison de la forme sphéroïdale des sphères de graphite, la fonte ductile a une ductilité nettement meilleure que la fonte grise, ce qui signifie qu'elle peut absorber une plus grande déformation sous contrainte sans se fissurer. D'autre part, le graphite en lamelles de la fonte grise la rend plus cassante, conduisant à des fissures prématurées sous contrainte de traction.
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