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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
RECOMMANDATIONS POUR L'OBTENTION D'ÉCHANTILLONS DE PIÈCES DE FONDERIE- CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES
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RECOMMANDATIONS POUR L'OBTENTION D'ÉCHANTILLONS DE PIÈCES DE FONDERIE- CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES
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)
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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.
ERREUR : Éprouvette en Fonte à Graphite Sphéroïdal placée sur une base en
Fonte à Graphite Lamellaire, à l’intérieur d’un caisson.
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ERREUR : Éprouvette en Fonte à Graphite Sphéroïdal placée sur une base en
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
DÉTERMINANTE DE PAROI mm
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
EN-GJS-600-3 (GGG60)
5.3201 30 60 360 600 2
190 à 270
60 200 340 550 1 180 à 270
EN-GJS-700-2 (GGG70)
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
DÉTERMINANTE DE PAROI mm
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