Un test à l'étincelle, une coupe au burin ou une fracture fraîche place une pièce non marquée d'un côté ou de l'autre, et la chimie confirme le résultat. La ligne de démarcation est la teneur en carbone: au-dessus d'environ 2 % le métal est une fonte, en dessous c'est un acier moulé.
Une pièce moulée arrivée sur bon de commande est identifiée à partir de son certificat et de son numéro de coulée ; un composant cassé sur l'établi doit être lu à partir du métal lui-même, en partant du contrôle le moins destructif vers la meuleuse.
Le test à l'étincelle est le contrôle le plus fiable sans laboratoire
Mis en contact avec une meule, la fonte et l'acier moulé projettent des flux d'étincelles visiblement différents, et avec un échantillon de matériau connu meulé à côté, le test à l'étincelle est le seul contrôle de terrain auquel on peut se fier seul.
La fonte grise donne un flux court, d'environ 25 pouces, rouge près de la meule et couleur paille à l'extrémité extérieure. L'acier à bas carbone parcourt environ 70 pouces et reste blanc sur toute la longueur. Lisez la longueur et la couleur au niveau de la meule — la croyance courante selon laquelle l'acier moulé éclate et la fonte non est inversée, car la fonte grise projette de nombreuses petites étincelles répétitives et l'acier seulement quelques-unes fourchues.
Utilisez une meule grossière et propre à une vitesse périphérique d'au moins 4 500 pieds par minute, et observez un point à environ un tiers en partant de la queue du flux. La pièce de référence doit être meulée sur la même meule à la même pression.
Le test à la résonance ne distingue que la fonte grise de l'acier
Frappée avec un marteau, une pièce moulée en fonte grise donne un bruit sourd court et une pièce moulée en acier une résonance prolongée, mais la note ne sépare que la fonte grise à faible résistance de tout le reste.
Un bruit sourd est une bonne preuve d'une fonte grise à faible résistance, tandis qu'une résonance n'exclut que très peu de choses. L'épaisseur de paroi, la géométrie de la section et la façon dont la pièce est soutenue pendant la frappe modifient aussi la note. Utilisez le marteau comme premier tri et confirmez avec un autre test.
Fracture, copeaux et surface brute de coulée
La fracture fraîche de la fonte grise est gris foncé et cristalline, avec du graphite visible en surface, tandis qu'une fracture d'acier moulé est gris clair. Sur une pièce intacte, utilisez un burin à froid bien affûté : la fonte grise se détache en fragments d'environ un huitième de pouce de long et ne se coupe pas lisse, tandis que l'acier moulé et l'acier à bas carbone s'enlèvent en un ruban continu.
La peau brute de coulée montre beaucoup moins. Non cassée, la fonte grise apparaît gris terne et l'acier moulé gris foncé, et l'apprêt ou le grenaillage élimine le peu de contraste qui existe.
Les restes d'attaque ajoutent un contrôle. La fonte résiste à un chalumeau oxy-combustible et le trait de coupe ressort large, donc une attaque coupée proprement indique une pièce moulée en acier.
Un aimant colle-t-il à la fonte ?
Oui, et il colle à l'acier moulé tout aussi fermement, donc l'aimant ne peut pas les distinguer. Ce qu'il détermine, c'est si la pièce est ferreuse du tout, avec une réserve : certains aciers inoxydables sont non magnétiques, donc une pièce que l'aimant ignore n'est pas automatiquement non ferreuse.
La force d'attraction n'est pas une version plus fine du même test ; les différences de comportement magnétique existent entre les fontes et jamais à travers la ligne fonte-acier.
L'acier moulé est le matériau le plus dense. Un acier moulé typique est de 7,8 g/cm³ contre 7,1 pour la fonte ductile, et la fonte grise est encore plus faible. Le levage ne vous dit quelque chose que lorsque vous avez une pièce identique de matériau connu pour comparer, donc il décide rarement un cas.
Distinguer la fonte ductile de l'acier moulé
Séparer de la fonte ductile de l'acier moulé nécessite un test à l'étincelle contre une pièce de référence connue, une section polie sous microscope, ou la chimie. C'est le cas que les tests de terrain se trompent : elle résonne, elle enlève un copeau continu, et elle se plie avant de casser, donc chaque contrôle ci-dessus la pousse du côté de l'acier.
La fonte ductile est une fonte dont le graphite est substantiellement sphéroïdal et essentiellement exempt d'autres formes de graphite — des nodules là où la fonte grise a des lamelles — tandis qu'une pièce moulée en acier ne porte aucune particule de graphite du tout, donc une section polie et examinée est concluante.
La dureté ne les sépare pas : aucune des spécifications n'identifie ces matériaux par la dureté.
La réponse définitive : certificats, chimie et marques de nuance
Une pièce moulée arrivée par bon de commande est identifiée sur papier avant que quiconque ne tende la main vers une meuleuse : le certificat matière nomme la spécification et la nuance, et le numéro de coulée relie la pièce moulée à la fusion qui a été analysée. Chaque nuance d'acier moulé au carbone dans A27 et A216 plafonne le carbone à 0,25 % à 0,35 % maximum, donc la nuance seule place la pièce d'un côté de la ligne.
Si le certificat est manquant, demandez-le par son nom — un certificat d'inspection basé sur une inspection spécifique (3.1) plutôt qu'un rapport d'essai basé sur une inspection non spécifique (2.2), cité contre la spécification et la nuance pour lesquelles la pièce a été commandée, comme ASTM A27/A27M Grade 60-30 Class 1. Il certifie la coulée, donc le numéro de coulée doit être traçable jusqu'à la pièce devant vous.
Sur la pièce elle-même, cherchez une marque de fonderie, un numéro de modèle ou une désignation de nuance sur une face non usinée. Les nuances de fonte ductile se lisent en trois nombres, 60-40-18 ou 65-45-12, et les nuances d'acier au carbone en deux, 60-30 ou 70-36 ; A216 utilise les nuances alphabétiques WCA, WCB et WCC. Le marquage est une pratique d'atelier, donc une pièce moulée nue ne prouve rien.
Sans documentation et sans marques, la réponse doit venir de la chimie, et de la bonne chimie. L'émission optique à l'étincelle sur une surface plane meulée lit le carbone en quelques secondes, mais l'étalonnage de l'instrument limite ce qu'il peut lire : la méthode acier quantifie le carbone jusqu'à 1,1 % et la méthode fonte commence à 1,9 %, donc le laboratoire doit être informé du matériau recherché.
La fluorescence X ne répond pas du tout, puisque les méthodes ASTM XRF pour l'acier déterminent les éléments d'alliage et le carbone n'en fait pas partie. L'analyse par combustion couvre 0,001 % à 9,50 % de carbone dans une seule méthode, donc elle lit une pièce moulée en acier et une fonte grise sur le même étalonnage.