L’avantage le plus important de la fonte grise réside dans ses excellentes propriétés de coulée. La teneur élevée en carbone fait exister le carbone sous forme de graphite en paillettes, ce qui améliore considérablement la fluidité du métal en fusion et réduit le retrait de solidification, permettant ainsi la fabrication de pièces moulées aux structures complexes et de grandes dimensions. Simultanément, la fonte grise présente également une usinabilité supérieure. Les flocons de graphite agissent comme un lubrifiant et favorisent la rupture des copeaux pendant l'usinage, réduisant ainsi l'usure des outils et obtenant des surfaces usinées lisses, ce qui les rend extrêmement populaires dans le domaine de l'usinage. De plus, la fonte grise possède d’excellentes capacités d’amortissement des vibrations. Le graphite en paillettes absorbe et dissipe efficacement l'énergie vibratoire, ce qui en fait un choix courant pour les pièces structurelles nécessitant une rigidité élevée et une faible réponse vibratoire, telles que les bâtis de machines-outils, les blocs moteurs et les carters de compresseurs.
La fonte grise présente également une bonne conductivité thermique et électrique. En raison de la conductivité thermique du graphite, le matériau présente une forte conductivité thermique globale, permettant une dissipation rapide de la chaleur et le rendant largement utilisé dans les composants thermiques tels que les disques de frein, les blocs-cylindres et les fours. Sa résistance à la compression est également remarquable, atteignant généralement 3 à 4 fois sa résistance à la traction, ce qui la rend idéale pour les applications soumises à des charges statiques ou de compression. De plus, le processus de production mature, les matières premières facilement disponibles et le coût relativement faible de la fonte grise en font un matériau industriel -rentable.
Cependant, la fonte grise présente également des inconvénients importants. Le graphite en paillettes à l'intérieur de la matrice agit comme des fissures internes, perturbant la continuité du métal et réduisant considérablement sa résistance à la traction et à l'impact, présentant une fragilité prononcée et le rendant sujet à la rupture sous des charges de traction ou d'impact. De plus, la fonte grise a une mauvaise soudabilité ; sa teneur élevée en carbone et la précipitation du graphite provoquent facilement une fragilisation ou une porosité dans la zone de soudure, rendant la réparation des soudures difficile. Dans les applications d'étanchéité à haute-pression, ses performances d'étanchéité sont inadéquates, ce qui entraîne facilement des problèmes de fuite. Les performances de la fonte grise dépendent également fortement des conditions de refroidissement, de l'épaisseur de la section transversale et des paramètres de traitement d'inoculation ; un contrôle inapproprié peut facilement entraîner des défauts de coulée tels qu'une structure en fonte blanche, une porosité de retrait ou une microstructure inégale.
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