La fonte à graphite sphéroïdale (FGS)

Dans la fonte à graphite sphéroïdale (FGS), apparue plus tardivement que la fonte à graphite lamellaire, le graphite est présent sous forme de nodules, ce qui confère à la fonte résistance, ductilité et une bonne coulabilité. En effet, dans les fontes grises traditionnelles, le graphite présent sous forme de lamelle est à l'origine de rupture par effet d'entaille. Cet effet est d'ailleurs réduit lorsque les lamelles sont fines et mieux réparties. Les fontes FGS ne présente pas cet effet d'entaille et les propriétés mécaniques sont ainsi fortement augmentées. Une nouvelle famile de nuance, à matrice ferritique renforcée, qui présente des propriétés mécaniques améliorées a été récemment normalisée.

   
Fonte FGS (graphite sphéroïdale)                                                      Fonte FGL (graphite lamellaire)

Micrographie comparée
Les deux micrographies ci-dessus permettent de bien comprendre la différence de la structure d'une fonte FGS par rapport à celle d'une fonte FGL

Élaboration
Du magnésium (élément modificateur) est rajouté à la fonte à l'état liquide (traitement de spheroidisation) et empêche la cristallisation du graphite sous forme de lamelle. Le graphite présent prend alors la forme de nodules sphériques. D'où le nom de fonte à "graphite sphéroïdale".

Ce traitement peut se faire par plusieurs techniques
   - Tundish-Cover; les ferro-alliages (Fe-Si-Mg) sont mis dans le fond de la poche de coulée
   - Fil fourré; Un fil (contenant le FeSiMg) est introduit au cœur de la poche à traiter.

Structure de la fonte
La structure de fonte obtenue dépend essentiellement de 2 paramètres :
- la vitesse de refroidissement (épaisseur de pièce)
- les éléments d'addition

Désignation normalisée
La norme européenne EN-1563 définit les fontes à graphite sphéroïdale par une désignation de type
EN-GJS-600-2 qui signifie que la résistance (Rm) est de 600 MPa et que l'allongement (A%) est de 2 %. Dans l'ancienne norme hexagonale, cette nuance était désignée par FGS 600-2

Les différentes familles
On distingue :

• Les fontes à matrice perlitique
• Les fontes à matrice ferritique
• Les fontes à matrice austénitique
• Les fontes ADI (à matrice bainitique)
• Les fontes à matrice ferritique renforcée.  Trois nuances ont été normalisés récemment; EN-GJS-450-18, EN-GJS-500-14 et la EN-GJS-600-10. Ces nouvelles fontes présentent des propriétés mécaniques améliorées par rapport aux ferrito-perlitique et en particulier un fort allongement et un ratio Rp0.2/Rm de 0.8 (contre 0.65 pour les GS traditionnelles).

Source : CTIF