La fonte du minerai de fer dans un four le rend plus solide et plus facile à travailler. Les ouvriers de fonderie coulent le métal en fusion dans des moules et le laissent refroidir et se solidifier pour produire de la fonte. La température du four et les matériaux ajoutés ou "alliés" au fer fondu déterminent les caractéristiques exactes du produit fini. La fonte ductile et la fonte malléable sont toutes deux formées par coulée du minerai, mais il existe un certain nombre de différences entre ces deux types de métaux.
Le minerai de fer est fondu dans un four avant la coulée.Sens
Vous pouvez marteler un matériau malléable sous une forme différente sans le fissurer ou le fracturer. Vous pouvez extraire un matériau ductile en un long fil mince, tel qu'un fil. En ce qui concerne le fer, ces termes sont un peu trompeurs. Les fers malléables et ductiles répondent bien au martèlement, et les deux peuvent être divisés en brins, bien que ces derniers puissent être plus poussés.
Développement
Les premières formes de fonte, dites "grises" et "blanches", se sont révélées très fragiles et sujettes aux fissures sous contrainte. La fonte malléable, une amélioration significative, était plus facile à mettre en forme et beaucoup moins fragile. Elle est restée la forme dominante de la fonte jusqu'en 1943, lorsque Keith Dwight Millis du laboratoire de recherche de l'International Nickel Co. a développé la fonte ductile, un métal encore plus résistant et plus flexible.
Production
Pour produire du fer malléable, les fondeurs fondent le minerai de fer et le refroidissent rapidement en le coulant dans des moules. Ils réchauffent les moulages à environ 1 700 F pendant 100 heures avant de les laisser refroidir lentement. Au cours de ce processus de revenu ou de "recuit", les ouvriers ajoutent du minerai d'hématite. La fonte ductile est plus simple à fabriquer. Lorsque les fondeurs font fondre le minerai de fer, ils ajoutent du cérium, du sodium ou du magnésium. L'alliage obtenu est coulé dans des moules et laissé refroidir.
Composition
Le processus de recuit de la fonte malléable entraîne la formation de petites particules de carbone de forme irrégulière. Ils donnent au métal plus de force et de flexibilité que les fontes antérieures. Dans la fonte ductile, les matériaux ajoutés lors de la fusion aident à former des sphères de carbone plus régulières. Cette composition sphéroïde confère au métal moins de défauts internes, le rend plus résistant et lui permet d'être plié, tordu et allongé avec plus de succès que le fer malléable.
Moulage
Lorsque du fer malléable est coulé dans un moule, il se contracte considérablement au fur et à mesure qu'il refroidit. Les ouvriers de fonderie doivent compléter le moule avec du minerai en fusion appelé "feeder" afin d'obtenir la forme souhaitée. La fonte ductile rétrécit beaucoup moins que la fonte malléable car elle se solidifie dans le moule. Ce manque de retrait rend la fonte ductile moins sujette que la fonte malléable aux défauts internes et aux points faibles causés par le processus de coulée.
Propriétés
Les ouvriers métallurgistes peuvent prélever un échantillon test de 2 pouces de fonte ductile de 18 à 30% de plus que sa longueur d'origine. En revanche, la fonte malléable ne s'allonge que de 10%. La fonte ductile a une "limite d'élasticité" plus élevée que la fonte malléable, ce qui signifie qu'elle peut supporter des charges et des températures plus élevées. Cependant, selon la fonderie Kirkpatrick, la fonte malléable est le meilleur choix lorsque vous souhaitez mouler des sections minces ou des plaques.
Coût
La fonte ductile utilise moins de métal d’alimentation. Il nécessite également moins de chauffage que le fer malléable et consomme donc moins d'énergie. Ces considérations rendent la fabrication de la fonte ductile beaucoup moins chère que la fonte malléable pour les fabricants.
Les usages
Les deux types de fer sont forts, durables et bons pour l'usinage de nouvelles formes. La fonte ductile est utilisée pour la fabrication de tuyauteries et de pièces automobiles telles que les vilebrequins, les essieux de camion et les moyeux de roues. La fonte malléable est bien adaptée aux situations où elle doit être aplatie et façonnée par martelage. Les métallurgistes l'utilisent souvent pour des articles en "fer forgé", tels que des supports et des portes.
