Alliages de nickel

ALLIAGES DE NICKEL : LES FONTES NI-HARD

La structure cristalline des aciers doux est ferritique jusqu’à environ 727 °C, puis devient austénitique au-delà de cette température. L’austénite est une solution solide amagnétique de fer et de carbone, tandis que la ferrite est magnétique et ne peut pas contenir autant de carbone dissous que l’austénite. Lors du refroidissement de l’acier, le passage en dessous d’environ 727 °C s’accompagne d’une libération de carbone excédentaire qui enrichit l’austénite résiduelle pour former de la cémentite. Celleci s’agrège en lamelles alternées avec la ferrite pour former de la perlite, présente sous forme d’îlots dans la matrice de ferrite. Les fontes et aciers alliés représentent environ 9 % de la production de nickel et offrent des caractéristiques propres à des usages spéciaux et souvent essentiels. Les fontes Ni-Hard figurent parmi ces matériaux. L’appellation Ni-Hard est un terme générique désignant une famille de fontes blanches, alliées de nickel et de chrome, qui résistent bien à l’abrasion par glissement à faible impact en conditions sèches ou humides. Les fontes Ni-Hard se déclinent en trois nuances : type 1, type 2 et type 4. La composition de chacune varie légèrement selon qu’on utilise la norme ASTM ou EN (voir tableau ci-dessous). Le nickel joue un rôle vital dans l’optimisation de la dureté, et donc de la résistance à l’usure. Afin d’inhiber la transformation perlitique, la teneur en nickel augmente en fonction de la section ou du temps de refroidissement de la pièce fondue. Pour les pièces de 38 à 50 mm d’épaisseur, une teneur en nickel de 3,4 % à 4,2 % suffit à prévenir la formation de perlite pendant le refroidissement du moule. Les pièces de section plus élevée peuvent nécessiter des teneurs en nickel allant jusqu’à 5,5 %. Cependant, il est important de se limiter à la teneur en nickel suffisant à éliminer la perlite, car tout excédent de nickel fait augmenter la quantité d’austénite conservée et réduit ainsi la dureté.

Usages types : Fontes Ni-Hard de types 1 et 2

• Rouleaux de laminage • Chemises de broyeur • Bagues de pulvérisateur • Pièces de pompe à boue • Corps broyants

Fonte Ni-Hard de type 4

• Pièces de pompe à boue • Barres d’impact

Composition des fontes Ni-Hard

Nuance

Composition chimique* (% en poids) C Ni Cr Si Mn Mo S P

ASTM A532

Ni-Hard 1 Classe 1, type A 2,8 à 3,6 3,3 à 5,0 1,4 à 4,0 0,8 2,0 1,0 0,15 0,3

Ni-Hard 2 Classe 1, type B 2,4 à 3,0 3,3 à 5,0 1,4 à 4,0 0,8 2,0 1,0 0,15 0,3

Ni-Hard 4 Classe 1, type D 2,5 à 3,6 4,5 à 7,0 7,0 à 11,0 2,0 2,0 1,5 0,15 0,10

EN 12 513

Ni-Hard 1 EN-JN2039 3,0 à 3,5 3,0 à 5,5 1,5 à 3,0 0,8 0,8 – 0,10 0,10

Ni-Hard 2 EN-JN2029 2,5 à 3,0 3,0 à 5,5 1,5 à 3,0 0,8 0,8 – 0,10 0,10

Ni-Hard 4 EN-JN2049 2,5 à 3,5 4,5 à 6,5 8,0 à 10,0 1,5 à 2,5 0,3 à 0,8 – 0,08 0,08 * Les valeurs uniques sont des maximums.