Choix et désignation des métaux et alliages Flashcards
(26 cards)
Critères de choix (5)
Propriétés mécaniques
Propriétés physiques
Propriétés chimiques
Forme et dimensions
Prix de revient
Essais mécaniques pour la caractérisation d’un matériau (4)
Pratiqués sur ?
Pratiqués :
- directement sur les pièces
- sur des éprouvettes - échantilons du matériau
Essai de dureté, de traction, de résilience, d’endurance.
Essai de traction
But, domaines (2)
Mesure la résistance à l’extension et l’allongement.
Elastique : module d’élasticité (E), limite élastique (Re=Fe/So)
Plastique : limite de résistance à la traction (Rm=Fm/So), allongement après rupture (A en %)
La désignation des aciers utilise Rm et Re
Essai de dureté
Dureté (H), capacité d’un matériau à résister au marquage, à l’usure.
Evaluée en mesurant l’empreinte laissée en surface par un poinçon agissant sous l’action d’une force connue (Brinell, Vickers, Rockwell).
Essai de résilience
La résilience (K) caractérise la capacité d’un matériau à absorber les chocs sans se rompre. Amplifié aux basses températures.
Mesurée sur des machines du type Charpy (éprouvette sur deux appuis).
Essai comparatif entre matériaux (mesure l’énergie à fournir à un pendule pesant pour briser une éprouvette entaillée du matériau).
résilience = énergie absorbée par l’éprouvette / aire de la section au niveau de l’entaille
Traitements thermiques (3)
Permet de modifier les caractéristiques mécaniques d’un matériau.
La trempe, le revenu, le recuit.
La trempe (but, changements)
La trempe consiste à chauffer lentement (env 900°C) un alliage métallique puis à le refroidir brutalement en le trempant dans l’eau ou dans une huile (env 4h en tout).
La dureté H augmente
La résilience K diminue
La résistance à la traction augmente
L’allongement (A%) diminue
Le revenu (But, changement)
Le revenu est pratiqué pour diminuer l’effet néfaste de la trempe (diminution de la résilience). Inconvénient : diminue Rm et H.
On chauffe (plus vite que la trempe) dans un four (moins chaud env 500°C), on refroidit (moins brutalement que la trempe) dans l’huile ou dans l’air (env 2h en tout).
Le recuit (But, changements)
Supprime ou diminue les tensions internes (moulage, forgeage, soudure), annule les effets d’une trempe (pour ré-usiner).
On chauffe lentement à env 900°C, on maintient en température, on refroidit très lentement (on laisse dans le four éteint).
Familles de matériaux (4)
Alliages ferreux
Alliages non ferreux
Matières plastiques
Matières composites
Désignations, normes
Modifications fréquentes.
Normes :
Ancienne norme française, nouvelle norme européenne, norme américaine, désignation numérique, appellation commerciale des fabricants
Désignations en service :
symbolique en usage courant, numérique
(ex : numérique EN-JL 1030, symbolique EN-GJL-200, anciennce FGL 200)
Alliages ferreux
Principalement alliages **Fe + C **(ou Ni nickel, Cr chrome, Si silicium)
Fontes (C > 2,1%)
Aciers (C < 2,1%)
Fontes
C > 2,1% :
fontes à graphite lamellaire GJL
fontes sphéroïdal GJS
fontes malléables GJMW - GJMB
Fontes à graphite lamellaire GJL
Très facilement moulables et usinables
Matériaux peu résistants aux chocs
EN - GJL - 300
préfixe - symbole - résistance minimale à la rupture par extension
Fontes spéroïdal GJS
Addition de petites de quantités de magnésium améliore résilience et caractéristiques mécaniques.
Moulage plus complexe
EN - GJS - 300 - 22
préfixe - symbole - résistance minimale à la rupture par extension - pourcentage de l’allongement après rupture
Fontes malléables GJMW-GJMB
Obtenues par traitement chimique de recuit
Malléabilité améliorée
EN - GJMW/B - 300 - 22
préfixe - symbole (coeur white ou black) - résistance minimale à la rupture par extension - pourcentage de l’allongement après rupture
Aciers (C < 2,1%)
Aciers d’usage courant
Aciers non alliés
Aciers faiblement alliés
Aciers fortement alliés
Aciers d’usage courant
S 235
symbole aciers d’usage général - valeur mini de la limite élastique (MPa)
E 295
symbole aciers de construction - valeur mini de la limite élastique (MPa)
Précédé d’un G si moulé (ex : GE 295)
Ne conviennent pas pour traitement thermique.
Aciers non alliés
Teneur en manganèse < 1%
C 40
symbole acier non allié - % teneur carbone x 100
Précédé d’un G si moulé (ex : GC 40)
Ne conviennent pas pour traitement thermique et forgeage.
Aciers faiblement alliés
Teneur en manganèse < 1%
Teneur de chaque élément d’alliage < 5%
25 Cr Mo 4-25
% teneur carbone x 100 - éléments d’addition (teneurs >) - % teneur de chaque éléments multipliés par un coefficient
Aciers fortement alliés
Teneur d’au moins un élément d’alliage > 5%
X 5 Cr Ni 18-10
symbole acier fortement allié - % teneur carbone x 100 - éléments d’addition (teneur >) - % teneur réel de chaque élément
Alliages non ferreux
Seulement 10% des matériaux métalliques utilisés industriellement.
Propriétés spécifiques : masse volumique faible, propriétés électriques, résistance à la corrosion/l’oxydation, facilité de mise en oeuvre.
Coût de revient plus élevé.
- Alliages d’aluminium
- Alliages de cuivre
Alliages d’aluminium
EN - AB - 43000 [Al Si 10 Mg]
préfixe - A aluminium B moulé - codage numérique - alliage, teneur (10% Si) et traces de Mg
Alliages de cuivre
Cuivre allié (< 1%)
Cu Cr1
symbole du cuivre - symbole élément d’addition et sa teneur %
Alliages de cuivre (> 1%)
Cu Zn 36 Pb 2
symbole cuivre - symboles éléments addition + teneurs %
Bronze = cuivre + étain (ex : CuSn12)
Laiton = cuivre + zinc (ex : CuZn15)
