déchirure à chaud

Une déchirure à chaud est une fracture qui apparaît dans une pièce moulée en métal alors qu'elle est encore en train de refroidir à travers la zone de transition solide-liquide, typiquement entre 1000 et 1400 degrés Celsius selon l'alliage. La fissure se forme parce que le métal se contracte en refroidissant, mais le moule ou le métal solidifié environnant empêche une contraction libre. Cela génère une contrainte de traction qui dépasse la résistance à la traction du matériau partiellement solide, qui à cette température est faible et incapable de se déformer plastiquement sans se rompre.

Les déchirures à chaud apparaissent le plus souvent dans les pièces moulées en aluminium, en magnésium et en acier. Elles suivent les joints de grains ou traversent les bras dendritiques dans les dernières régions à se solidifier. Les surfaces de fracture présentent souvent un motif dentelé et ramifié. Dans les moulages en sable, les déchirures à chaud peuvent être visibles en surface, ou elles peuvent être internes, révélées seulement lors de l'usinage ou de l'inspection aux rayons X. Ce défaut est distinct de la fissuration à froid, qui se produit après que la pièce moulée a refroidi jusqu'à une température proche de la température ambiante.

La déchirure à chaud est causée par trois facteurs agissant ensemble : le coefficient de dilatation thermique de l'alliage, le degré de restriction du retrait par le moule ou le métal environnant, et la résistance et la ductilité du matériau semi-solide. Les alliages avec de larges plages de solidification, tels que les systèmes aluminium-cuivre ou aluminium-silicium-cuivre, sont plus sujets aux déchirures à chaud que ceux qui se solidifient rapidement sur une plage étroite. Certains éléments, notamment le soufre, le phosphore et le fer, augmentent la susceptibilité dans les aciers et les alliages d'aluminium.

La prévention repose sur la conception du moule et le contrôle du processus. La réduction de la rigidité du moule permet un mouvement de retrait modeste. Les sections coniques ou étagées réduisent la concentration des contraintes. L'élimination des points chauds par refroidissement et un système de coulée soigné dirigent la solidification des sections minces vers les sections épaisses, laissant le métal le plus résistant supporter les contraintes de contraction finales. Les ajustements de la composition de l'alliage, tels que l'affinage du grain ou la réduction des niveaux d'impuretés, améliorent la ductilité à l'état semi-solide. Le préchauffage du moule réduit les gradients de température et le choc thermique.

Le terme est littéral et descriptif : la déchirure se produit lorsque le métal est chaud, pendant la transition du liquide au solide. Elle se distingue des autres défauts de moulage tels que les retassures, la porosité et la ségrégation, chacun nécessitant des mesures correctives différentes. La déchirure à chaud a tourmenté les fonderies depuis les premiers jours du moulage des métaux et reste un problème de qualité persistant dans les pièces moulées complexes, à parois épaisses ou fortement contraintes.