High-carbon cast iron (typically containing >2,5 % de carbone) est un meilleur choix pour les disques de frein-hautes performances, car sa structure en graphite améliore considérablement la résistance à l'usure, la conductivité thermique et la résistance à la décoloration par la chaleur, tout en maintenant des performances de friction stables et un contrôle des coûts.
- Excellente conductivité thermique et dissipation thermique :Le graphite en flocons ou sphérique dans la fonte à haute-carbone agit comme un canal-autolubrifiant et conducteur de chaleur-, dispersant rapidement et uniformément la chaleur générée par la friction de freinage, réduisant les contraintes thermiques localisées et minimisant le risque de décoloration et de déformation thermique.
- Bonne résistance à l’usure et à la fatigue thermique :La teneur élevée en carbone favorise la précipitation du graphite, formant une structure de stockage de copeaux microporeuse, atténuant ainsi l'usure des plaquettes de frein-disques ; Le graphite absorbe également les vibrations, supprimant les vibrations des freins, ce qui le rend adapté aux scénarios de freinage fréquent et intense (tels que les routes de montagne et les hippodromes).
- Coefficient de frottement stable :Le graphite maintient la lubrification interfaciale et l'équilibre de friction à haute température, évitant les changements brusques de « doux à froid à dur à chaud », offrant une sensation de freinage linéaire ; par rapport à la fonte ordinaire ou à l'acier au carbone, ses performances sont plus stables dans la plage de fonctionnement de 400 à 600 degrés.
- Équilibre entre performances de lancer et coût :La fonte à haute -carbone a une bonne fluidité, permet de former facilement des structures de disques ventilés complexes et ne nécessite pas le processus coûteux de la céramique au carbone ; bien que légèrement plus lourds que les disques en acier ou en alliage, ses performances économiques globales en -friction thermique-en font le choix courant pour les voitures familiales et les voitures de performance.
- Limites de la comparaison :Acier au carbone (<2% C) has high hardness but poor thermal conductivity and is prone to hot cracking; carbon ceramics have even higher temperature resistance (>1 000 degrés) mais sont chers et ont un faible freinage à froid-, ce qui les rend impropres à un usage quotidien ; la fonte à haute -carbone atteint le compromis optimal entre le triangle « capacité thermique + dissipation thermique + coût ».
Il est important de noter que la « fonte à haute-carbone » ≠ « l'acier à haute-carbone »-ce dernier a une faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 2 %), est un matériau forgé et a une mauvaise résistance aux chocs thermiques lorsqu'il est utilisé dans les disques de frein ; les matériaux véritablement préférés sont la fonte grise ou la fonte cultivée en alliage-(telle que HT250+Ni/Cu), qui permettent une amélioration significative des performances grâce au contrôle de la morphologie du graphite.
