La fonte grise est l’alliage de fonte le plus couramment utilisé. Lorsque la fonte grise est brisée, elle peut révéler la couleur grise d’où elle tire son nom. Cette couleur résulte de la présence de graphite dans l’alliage. La présence de graphite est le résultat de ratios particuliers de carbone et de silicium dans l’alliage, ce qui contribue à faciliter la formation de ce que l’on appelle une microstructure graphitique. La fonte grise est un alliage relativement peu coûteux qui est largement utilisé dans la coulée de tout, des blocs moteurs aux ustensiles de cuisine.
Pour créer de la fonte grise, l’alliage doit contenir environ 2.5 à 4 % de carbone et 1 à 3 % de silicium. La présence de carbone et de silicium dans ces rapports permet à l’alliage de former la microstructure graphitique pour laquelle il est connu. Le graphite est un allotrope de carbone cristallisé de manière hexagonale, la présence de carbone est donc nécessaire pour que le graphite se forme. Cependant, le silicium dans l’alliage est nécessaire pour agir comme agent de stabilisation du graphite. Un alliage à faible teneur en silicium peut permettre la formation de carbures de fer plutôt que de graphite, surtout si l’alliage est refroidi rapidement, ce qui donne plutôt ce que l’on appelle du fer blanc.
La fonte grise a une résistance à la traction inférieure à celle de l’acier, bien que sa résistance à la compression soit similaire. Il est moins coûteux à produire que l’acier, ce qui le rend utile dans les applications où la résistance à la traction n’est pas d’une importance critique. Cela a conduit à faire de la fonte grise l’alliage de fonte le plus couramment utilisé.
La présence de graphite dans l’alliage contribue à ce qu’il soit facilement usinable. Ceci est dû à la nature lubrifiante des paillettes de graphite présentes dans l’alliage. Le graphite peut également aider à la résistance à l’usure et au grippage, tandis que la présence de silicium peut aider à la résistance à la corrosion.
Il existe plusieurs qualités différentes de fonte grise, chacune ayant une résistance à la traction et à la compression différente. Aux États-Unis, ces qualités sont définies par des nombres qui correspondent à la résistance à la traction du matériau. Ainsi, la fonte grise de grade 20 devrait avoir une résistance à la traction minimale de 20 kilo-livres par pouce carré (KSI), ou 20,000 6,894 livres-force par pouce carré (PSI) (environ XNUMX XNUMX kilopascals). La résistance à la compression augmente avec la résistance à la traction, de sorte qu’un alliage de qualité supérieure aura également une résistance à la compression plus élevée qu’un alliage de qualité inférieure. Les alliages de qualité supérieure contiennent moins de carbone que les alliages de qualité inférieure et ont également tendance à être plus cassants.