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Durcissement superficiel de la fonte grise Ft25 induit par un traitement de surface dans le moule

Surface hardening of gray cast-iron induced by surface treatment in the mold

¹ Laboratoire de Technologie des Matériaux, Faculté de Génie Mécanique et Génie des Procédés, USTHB, B P 32 El Alia, 16111 Bab Ezzouar, Alger, Algérie
² Département de Génie Mécanique, École de Technologie Supérieure, 1100 rue Notre-Dame Ouest, Montréal, Québec H3C 1 K3, Canada
³ Institut NEEL CNRS, 25 rue des Martyrs, BP 166, 38042 Grenoble Cedex 9, France

^* e-mail: mbouitna@yahoo.fr

Reçu : 19 Septembre 2017
Accepté : 3 Janvier 2018

Résumé

L’objectif de cette étude est la consolidation en surface de la fonte grise lamellaire Ft25 par un dépôt riche en manganèse en développant une méthode combinant en une seule opération l’élaboration et le traitement de surface dans le moule. Les effets de la granulométrie du ferro-manganèse (80 % Mn + 20 % Fe), ainsi que l’épaisseur des pièces en fontes sur les couches formées ont été étudiés. On a retenu trois granulométries du ferro-manganèse de 0,18 mm, 0,25 mm et 0,5 mm pour le traitement des pièces en fontes présentant des épaisseurs de 25 mm, 100 mm et 200 mm. Parmi les résultats obtenus, on distingue une consolidation des propriétés en surface induite par la formation d’une couche riche en manganèse continue et homogène. L’effet de la granulométrie du ferro-manganèse sur l’épaisseur de la couche traitée a été mis en évidence. La variation de l’épaisseur des couches formées diminue avec l’augmentation de la granulométrie du ferro-manganèse. Pour une pièce de 100 mm d’épaisseur, la couche formée est estimée à 350 μm pour une granulométrie de 0,18 alors qu’elle n’est que de 180 μm pour une granulométrie de 0,5. L’effet de l’épaisseur de la pièce n’est en revanche pas assez prononcé sur la taille des couches formées. Une amélioration nette de la résistance, à l’usure de la fonte traitée en relation avec les transformations en surface, a été mise en évidence.

Abstract

The purpose of this study is to consolidate the surface of lamellar gray cast-iron by manganese deposit through the development of combined method in one process, which is the elaboration and surface treatment in the mold. The impacts of ferro manganese granulometry and the thickness of cast-iron on the formed layers have been studied. Therefore, we have retained three granulometry of ferro manganese being 0.18 mm, 0.25 and 0.5 mm, concerning the treatment of the cast-iron which represents a thickness of 25 mm, 100 mm and 200 mm. Among the obtained results, we have identified the consolidation of properties inducted by the formation of continuous and homogeneous manganese rich layer. The effect of the granulometry of manganese on the thickness of the treated layer has been emphasized. The variation of the thickness of the formed layers decreases as the granulometry of manganese increases. For a part having a thickness of 100 mm, the layer formed is estimated at 350 µm for a granulometry of 0.18 while it is only 180 µm for a granulometry of 0.5. The effect of the thickness of the part is not sufficiently pronounced on the size of the formed layers. A net improvement concerning the wear resistance of the treated cast-iron in connection with the surface transformations has been highlighted.