métallostatique

La pression métallostatique est la pression hydrostatique exercée par le poids du métal en fusion dans un récipient, un four ou un moule de coulée. Elle agit verticalement vers le bas depuis la surface du métal liquide et augmente avec la profondeur selon la formule P = ρgh, où ρ est la densité du métal en fusion, g est l'accélération gravitationnelle et h est la distance verticale sous la surface. Pour l'acier, qui a une densité d'environ 7 000 kg/m³ à l'état fondu, une colonne d'un mètre de profondeur exerce environ 70 kilopascals de pression au fond.

Dans les opérations de coulée, la pression métallostatique pousse le métal dans les cavités du moule et à travers les systèmes d'alimentation. La profondeur du métal au-dessus d'une attaque ou d'un masselotte détermine la force avec laquelle le liquide remplit cette zone. C'est pourquoi les masselottes dans la coulée en sable sont positionnées bien au-dessus de la pièce moulée elle-même, et pourquoi la charge métallostatique doit être maintenue au-dessus des sections critiques pendant la solidification pour éviter la porosité de retrait. La pression influence également le débit du métal à travers les canaux de coulée et les attaques, que les fondeurs et les ingénieurs calculent pour contrôler la vitesse de remplissage et l'érosion des parois du moule.

Mesure et contrôle

La pression métallostatique est mesurée à l'aide de capteurs de pression insérés dans la paroi du moule ou du récipient à des profondeurs connues. Ces lectures révèlent si le niveau de métal est stable, si le moule se remplit uniformément et si des conditions de vide se développent pendant la solidification. Dans la coulée continue de l'acier, le maintien d'une pression métallostatique constante empêche la percée (lorsque le métal en fusion rompt la coquille en solidification) et assure la stabilité du film de poudre de moule.

Le terme apparaît le plus souvent dans la littérature sur la métallurgie de la coulée et dans les calculs de conception de fonderie. Il est distinct de la pression ferrostatique, qui est parfois utilisée de manière interchangeable mais se réfère plus précisément à la fonte ou à l'acier. La charge métallostatique est le terme correspondant pour la hauteur verticale du métal en fusion qui génère la pression ; un fondeur pourrait dire « nous avons besoin de trois pieds de charge métallostatique ici pour remplir correctement le châssis supérieur ». Le concept est si fondamental qu'il façonne toute la géométrie des systèmes de coulée, la profondeur du four et le placement des masselottes.