Métallurgie des outillages de coulée sous pression d’aluminium
L’usure des moules de fonderie sous pression est liée à de nombreux paramètres inhérents à l’outillage et à son utilisation. Pour le fondeur, les outils doivent entrer en production avec une métallurgie capable d’assurer la durée de vie souhaitée. La présente étude a pour objectif de définir, en fonction de l’épaisseur de l’empreinte, une vitesse minimale de refroidissement à atteindre lors de la trempe de blocs en acier X37CrMoV5-1 pour obtenir une structure, une résilience et une ténacité acceptables.
Figure 1. Grattons et faïençage : répliques de fissures de moules générées par fatigue thermique.
Figure 2. Courbe TRC d’un acier X37CrMoV5-1 austénitisé à 1 000 °C : représentation des différents domaines de précipitation, avec C = zone de précipitation des carbures aux joints de grains, P = perlite et B = bainite.
Figure 3. Acier X37CrMoV5-1 à l’état traité (grossi 500 x), attaque au nital : exemple de structure grossière et précipitation de carbures aux joints de grains, liées à une mauvaise conduite de la mise en solution et de la trempe.
Figure 4. Schéma du bloc avec partie amovible au centre et position des thermocouples.
Figure 5. Schéma du four de trempe sous vide utilisé, taille utile : 600 x 900 x 600 mm.
Figure 6. Blocs instrumentés avec trois thermocouples dans la carotte au centre.
Figure 7. Courbes de refroidissement en fonction de la pression (G pour le gros bloc et P pour le petit bloc).
Tableau 1. Caractérisation de l’état à réception des deux blocs.
Tableau 2. Caractérisation des deux blocs après trempe à 3 et 10 bars comparée à l’état de référence obtenu par trempe huile.
Figure 8. Structure à l’état recuit.
Tableau 3. Résultats de résilience et de ténacité. Les valeurs sont les moyennes de trois mesures.
Figure 9. Structures obtenues sur le bloc de 180 mm en fonction des conditions de trempe.
Figure 10. Machine instrumentée développée dans le cadre du contrat Craft n° G6ST-CT-2000-50047 et utilisée par le laboratoire n° 2 pour calculer le KV et le K1C.
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