Les fontes et leurs applications

Alliages de fer et de carbone, les fonts présentent une teneur en carbone comprise entre 2,1 et 6,67%, donc largement supérieure aux aciers haut carbone. Des additifs comme le silicium et le manganèse peuvent en outre permettre de modifier les propriétés des fontes. D’une manière générale, les fontes se distinguent par leurs températures de fusion élevées (entre 1 135° et 1 350°C) et leur excellente coulabilité.

Familles de fontes

En fonction de leur teneur en carbone, les fontes sont hypo-eutectiques (entre 2,1% et 4,3% de carbone), eutectiques (4,3%) ou hyper-eutectiques (4,3 à 6,67%). Mais la distinction entre les différentes fonts se fait aussi en fonction de leur composition et de leur vitesse de refroidissement, et donc de leur solidification. Elles se coupent alors en deux grandes familles : les fontes blanches et les fontes grises.

Les premières constituent les fontes à cémentite, principalement utilisées dans la fabrication de pièces d’usure, de pièces d’aspect et en fonderie d’art. Un refroidissement rapide provoque la transformation du carbone en carbure de fer (FE3C). La fonte blanche résiste fortement à l’usure et à l’abrasion, présente une bonne coulabilité mais son usinage se révèle délicat.

Trois types de fontes grises

Les usineurs travaillent plus facilement avec les fontes grises, où le carbone prend la forme de graphites, en raison d’un refroidissement plus long et parfois l’ajout de composants comme le silicium. Ce type de fonte se sépare ensuite en trois groupes principaux : les fontes GL (graphite lamellaire), les fontes GS (graphite sphéroïdal) et les fontes GV (graphite vermiculaire). Leurs propriétés et leurs applications divergent.

Présentant une bonne résistance à la corrosion, à la déformation à chaud et surtout une excellente capacité d’absorption des vibrations, les fontes GL sont utilisées dans la fabrication de machines-outils, de pièces mécaniques, de mobilier urbain ou encore de canalisations. Autrement appelées « fontes ductiles », les fontes GS (qui se divisent aussi en sous-groupes) sont privilégiées dans des secteurs comme l’industrie automobile, la voirie, les réseaux d’adduction d’eau… Elles offrent de bonnes caractéristiques en matière de résistance, de coulabilité, de soudabilité et bien entendu de ductilité. Enfin, les fontes GV servent principalement à la fabrication de blocs moteur et d’une manière plus générale de véhicules industriels.

Normes et désignations

C’est la norme NF EN 1560 qui établit le système de désignation des fontes. Celle-ci doit inclure une ou deux lettres indiquant la famille : L pour graphite lamellaire, N pour fonte sans graphique, MB pour fonte blanche à cœur noir… Le certificat mentionne également la résistance à la rupture du matériau (Rm), éventuellement l’allongement de rupture A%. Par exemple, la nuance EN-GSL-150 désigne une fonte à graphite lamellaire qui présente une résistance à la rupture de 150 MPa. Ces dénominations remplacent les anciennes appellations : ainsi la plus commune des fontes grises, la FT 25 est-elle aujourd’hui appelée EN-GL 250.

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