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RECOMMANDATIONS POUR L'OBTENTION D'ÉCHANTILLONS DE PIÈCES DE FONDERIE- CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES

RECOMMANDATIONS

POUR L'OBTENTION

D'ÉCHANTILLONS DE

PIÈCES DE FONDERIE-

CARACTÉRISTIQUES

MÉCANIQUES

28/02/2013 Rév. : 01

FUNDICIONES FUMBARRI-DURANGO


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Table des matières

1. INTRODUCTION .................................................................................... 2

2. TERMES ET DÉFINITIONS ...................................................................... 2

3. UNE-EN 1561:2011 “FONDERIE – FONTES A GRAPHITE LAMELLAIRE ” ............. 3

4. UNE-EN 1563:2011 “FONDERIE – FONTES A GRAPHITE SPHEROÏDAL ” ............ 8


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1. INTRODUCTION

Ce manuel a pour objet d’expliquer les méthodes d’obtention des échantillons de

matériau (couramment dénommés éprouvettes) représentatifs des caractéristiques

mécaniques et métallographiques des pièces coulées, que ce soit en Fonte à

Graphite Lamellaire ou en Fonte à Graphique Sphéroïdal.

Les caractéristiques mécaniques du matériau peuvent être évaluées sur des

éprouvettes usinées préparées à partir de : Échantillons Coulés à part, Échantillons

attenants à la pièce, Échantillons adhérant à la pièce et/ou Échantillons prélevés

sur la pièce.

En raison de la typologie et de la taille des pièces fondues par Fumbarri, nous

recommandons, lorsqu’il s’agit d’évaluer les caractéristiques mécaniques du

matériau, d’appliquer les échantillons adhérant à la pièce car ce sont les plus

représentatifs des caractéristiques des pièces.

Ainsi, deux normes définissent actuellement la méthodologie pour la définition

des échantillons : UNE-EN 1561:2011 “Fonderie – Fontes à Graphite Lamellaire”

et UNE-EN 1563:2011 “Fonderie – Fontes à Graphite Sphéroïdal”.

2. TERMES ET DÉFINITIONS

- Échantillon en Fonte : Quantité de matériau coulé représentant le

matériau de fonte, qui comprend les échantillons coulés à part, les

échantillons attenants et les échantillons adhérant à la pièce. On obtiendra de

ces pièces, par usinage, l’éprouvette objet de l’essai.

- Échantillons Coulés à part : Échantillon coulé dans un moule en sable

indépendant dans des conditions et dans un type de matériau représentatifs de

la fabrication.

- Échantillon Attenant à la pièce : Échantillon coulé dans le moule attenant

à la pièce, avec un système de remplissage commun.

- Échantillon Adhérant à la pièce : Échantillon faisant corps avec la pièce

en fonte. Fumbarri recommande l'application de ce système pour l'obtention

d'échantillons.

- Épaisseur de Paroi Déterminante : Épaisseur de paroi représentative des

pièces de fonderie, définie pour déterminer la taille des échantillons en fonte à

laquelle sont appliquées les propriétés mécaniques.


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3. UNE-EN 1561:2011 “Fonderie – Fontes à Graphite Lamellaire ”

3.1 Caractéristiques de traction et de dureté HB de la fonte à graphite

lamellaire, prises de mesure dans des éprouvettes usinées à partir

d’échantillons en fonte DÉNOMINATION DU

MATÉRIAU ÉPAISSEUR DÉTERMINANTE DE

PAROI mm

Résistance minimum à la

traction Mpa

Dureté HB Symbolique Numérique > ≤

EN-GJL-250 (GG25)

5.1301

50 100 220

De 160 à 220

100 200 200

*

EN-GJL-300 (GG30)

5.1302

50 100 260

De 180 à 240

100 200 240

*

* Pour des épaisseurs déterminantes de paroi t>100 mm, les types de fonte ne sont pas classés par dureté. La dureté

diminue au fur et à mesure que l’épaisseur déterminante augmente. Pour plus de détails sur la dureté, se reporter à la

norme UNE-EN 1561:2011 “Fonderie – Fontes à Graphite Lamellaire”.

3.2 Définition des Échantillons pour l’essai de traction ÉPAISSEUR

DÉTERMINANTE DE PAROI mm

Échantillon Adhérant à la pièce Type 1

Voir Figure 1

Diamètre de

l’éprouvette de traction

> ≤

50 100 30 mm (A)

20

100 200 50 mm (B)

32

A

B


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Figure 1 Échantillon Adhérant à la pièce Type 1 :


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3.3 Information complémentaire sur les caractéristiques mécaniques et physiques

des échantillons en fonte de 30 mm de diamètre en brut de coulée.

Caractéristique Symbole Unité

SI

Dénomination de la matière

EN-GJL-250 EN-GJL-300

Résistance à la traction Rm Mpa 250 à 350 300 à 400

Limite d’élasticité conventionnelle à 0,1%

Rp0,1 Mpa 165 à 228 195 à 260

Allongement à la rupture A % 0,8 à 0,3 0,8 à 0,3

Résistance à la compression Mpa 3,01 x Rm 2,87 x Rm

Limite élastique conventionnelle à la compression à 0,1%

Mpa 325 390

Résistance à la flexion Mpa 1,66 x Rm 1,60 x Rm

Résistance au cisaillement Mpa 290 345

Résistance à la torsion Mpa 1,36 x Rm

Module d’élasticité E GPa 103 à 118 108 à 137

Coefficient de Poisson V - 0,26

Résistance à la fatigue par flexion Mpa 0,46 x Rm

Limite de fatigue par traction - compression alternée

Mpa 0,34 x Rm

Résistance à la fatigue par torsion Mpa 0,38 x Rm

Ténacité à la rupture KIc MPa.m1/2 20 19

Densité P t/m3 7,2 7,3

Capacité calorifique spécifique Entre 20 ºC et 200 ºC Entre 20 ºC et 600 ºC

C J/(kg.K) 460 535

Coefficient de dilatation linéaire Entre -100 ºC et + 20 ºC Entre 20 ºC et 200 ºC Entre 20 ºC et 400 ºC

α µm/(m.K)

10,0 11,7 13,0

Conductivité thermique À 100 ºC À 200 ºC À 300 ºC À 400 ºC À 500 ºC

A

W/(m.K)

48,5 47,.5 46,5 45,0 44,5

47,5 46,0 45,0 44,0 43,0

Résistivité P Ω.mm2/m 0,73 0,70

Coercitivité H0 A/m 560 à 720

Perméabilité maximum µ µH/m 220 à 330

Pertes par hystérèse à B = 1T J/m3 2.500 à 3.000

1 MPa équivaut à 1 N/mm2


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3.4 Localisation de l’Échantillon sur la Pièce

L’échantillon sera collé sur le modèle, sur la face de travail, en position

horizontale (face bonne). Jamais au fond des bases ou à l’intérieur des

caissons, ni dans le sens vertical, car le remplissage du moule peut

altérer les caractéristiques du matériau.


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3.5 Erreurs sur les échantillons

En Fonte à Graphite Lamellaire, seule doit être appliquée la géométrie

d’échantillon indiquée précédemment, sinon l’éprouvette obtenue ne

sera pas représentative des caractéristiques du matériau. Par erreur, il

est courant d’utiliser des échantillons de Fonte à Graphite Sphéroïdal en

Fonte à Graphite Lamellaire.

ERREUR : Éprouvette en Fonte à Graphite Sphéroïdal placée sur une base en

Fonte à Graphite Lamellaire.

Par erreur, il est habituel de placer des échantillons à l’intérieur des caissons ou en

position verticale. Ceci est tout à fait contre-indiqué car le remplissage du modèle

ou les résidus provenant de la combustion du polystyrène qui se déposent à

l’intérieur des éprouvettes, rendent celles-ci inutilisables pour l’objet requis, qui

est d'être représentatives des caractéristiques de la pièce et de son épaisseur

déterminante.


Fonte à Graphite Lamellaire, à l’intérieur d’un caisson.


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Fonte à Graphite Lamellaire, dans le sens vertical.

4. UNE-EN 1563:2011 “Fonderie – Fontes à Graphite Sphéroïdal ”

4.1 Caractéristiques de traction et de dureté HB de la fonte à graphite

sphéroïdal, prises de mesure sur des éprouvettes usinées à partir

d’échantillons en fonte

DÉNOMINATION DU MATÉRIAU ÉPAISSEUR


LIMITE D’ÉLASTICITÉ

CONVENTIONNELLE À 0,2 %

Rp0,2 Mpa Min.

RÉSISTANCE À LA TRACTION

Rm Mpa Min.

ALLONGEMENT

À %

Min.

DURETÉ HB

Symbolique Numérique > ≤

EN-GJS-400-18-LT (GGG40.3) BASSE TEMPÉRATURE

5.3103 30 60 230 380 15

130 à 175 60 200 220 360 12

EN-GJS-400-18 (GGG40.3)

TEMPÉRATURE AMBIANTE

5.3105

30 60 250 390 15

60 200 240 370 12

EN-GJS-400-15 (GGG40)

5.3106 30 60 250 390 14

135 à 180 60 200 240 370 11

EN-GJS-500-7 (GGG50)

5.3200 30 60 300 450 7

170 à 230

60 200 290 420 5 150 à 230


5.3201 30 60 360 600 2

190 à 270

60 200 340 550 1 180 à 270


EN-GJS-700-2-L (GGG70L)*

5.3300 30 60 400 700 2

225 à 305

60 200 380 650 1 210 à 305


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4.2 Définition des Échantillons pour l’essai de traction ÉPAISSEUR


Type d’échantillon Adhérant à la

pièce Voir Figure 5

Diamètre de

l’éprouvette de traction

> ≤

30 60 C 14

60 200 D 14

TYPE D’ÉCHANTILLON

ÉPAISSEUR DÉTERMINANTE

DE LA PIÈCE A

b max.

C min.

h Lt

C De 30 à 60 40 30 20 40 à 65 150

D De 60 à 200 70 52,5 35 65 à 105 150

Figure 5 Échantillons Adhérant à la pièce Types C et D

Pièce

D

C


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4.3 Information complémentaire sur les caractéristiques des fontes à

graphite sphéroïdal

Caractéristique Unité EN-GJS-400-18 EN-GJS-500-7 EN-GJS-600-3 EN-GJS-700-2

EN-GJS-700- 2L

Résistance au cisaillement Mpa 360 450 540 630

Résistance à la torsion Mpa 360 450 540 630

Module d’élasticité E (traction et compression)

GN/m2 169 169 174 176

Coefficient de Poisson v ----- 0,275 0,275 0,275 0,275

Limite de fatigue (flexion rotative) sans entaille

(Ø10,6 mm) Mpa 195 224 248

280

Limite de fatigue (flexion rotative) avec entaille (f10,6

mm) Mpa 122 134 149

168

Résistance à la compression Mpa 700 800 870 1.000

Résistance à la fracture MPa.√ 82 63 38 30

Conductivité thermique à 300 ºC

W/(K.m) 36,2 35,2 32,5 31,1

Capacité calorifique spécifique de 20 ºC à 500 ºC

J/(kg.K) 515 515 515 515

Coefficient de dilatation linéaire de 20 ºC à 400 ºC

µm/(m.K) 12,5 12,5 12,5 12,5

Densité Kg/dm3 7,1 7,1 7,2 7,2

Perméabilité maximum µH/m 2.136 1.596 866 501

Pertes par hystérèse J/m3 600 1.345 2.248 2.700

Résistivité µΩ.m 0,50 0,51 0,53 0,54

Structure de la matrice Ferrite Ferrite-Perlite Perlite-Ferrite Perlite


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4.4 Localisation de l’Échantillon sur la Pièce

L’échantillon sera collé sur le modèle, sur la face de travail, en position

horizontale (face bonne). Jamais au fond des bases ou à l’intérieur des

caissons, ni dans le sens vertical, car le remplissage du moule peut

altérer les caractéristiques du matériau.


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4.5 Erreurs sur les échantillons

En Fonte à Graphite Sphéroïdal, seule doit être appliquée la géométrie

d’échantillon indiquée précédemment, sinon l’éprouvette obtenue ne

sera pas représentative des caractéristiques du matériau.

Ne jamais déposer les échantillons à l’intérieur des caissons ou dans le

sens vertical, car le résidu de la combustion du polystyrène se

déposerait sur les éprouvettes, altérant les caractéristiques du matériau.

Les échantillons ne doivent pas être collés aux copies ou profilés pour

ne pas créer de points chauds qui pourraient provoquer des défauts de

contraction (retassures).

ERREUR : Éprouvette placée dans le sens vertical de la pièce et en zone de profilage.


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ERREUR : Éprouvette placée dans le sens vertical et à l’intérieur d’un caisson.

ERREUR : Les dimensions de l’échantillon ne sont pas conformes à la norme et

l'échantillon est situé dans une zone de profilage.


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ERREUR : L’échantillon est situé dans une zone de copie.

ERREUR : L’échantillon est situé dans une zone de copie. Signé:

Ignacio Martínez Del Agua

Responsable Qualité

Fundiciones Fumbarri-Durango

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