Choix et désignation des métaux et alliages Flashcards Preview

TN01 > Choix et désignation des métaux et alliages > Flashcards

Flashcards in Choix et désignation des métaux et alliages Deck (26)
Loading flashcards...
1

Critères de choix (5)

Propriétés mécaniques

Propriétés physiques

Propriétés chimiques

Forme et dimensions

Prix de revient

2

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.

3

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

4

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).

5

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

6

Traitements thermiques (3)

Permet de modifier les caractéristiques mécaniques d'un matériau.

La trempe, le revenu, le recuit.

7

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

8

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).

9

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).

10

Familles de matériaux (4)

Alliages ferreux

Alliages non ferreux

Matières plastiques

Matières composites

11

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)

12

Alliages ferreux

Principalement alliages Fe + C (ou Ni nickel, Cr chrome, Si silicium)

Fontes (C > 2,1%)

Aciers (C < 2,1%)

13

Fontes

C > 2,1% :

fontes à graphite lamellaire GJL

fontes sphéroïdal GJS

fontes malléables GJMW - GJMB

14

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

15

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

16

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

17

Aciers (C < 2,1%)

Aciers d'usage courant

Aciers non alliés

Aciers faiblement alliés

Aciers fortement alliés

18

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.

19

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.

20

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

21

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

22

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

23

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

24

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)

25

Matières composites

Assemblage de plusieurs matériaux non miscibles de nature différente dont les qualités se complètent afin d'obtenir un matériau hétérogène dont les performances sont supérieures à celles de ses composants.

Composite = Matrice + Renfort

Renfort : squelette de la pièce, supporte les efforts

Matrice : assure la liaison de l'ensemble, répartit les efforts, protège les renforts

Domaines d'application : électronique, bâtiment, transports routiers / ferroviaires / aériens / spatiaux, sports / loisirs

26

Matières plastiques

Un plastique est un mélange dont le constituant de base est une résine, ou polymère, à laquelle on associe des adjuvants (renforts, plastifiants, stabilisants, anti-oxydants...) et des additifs (pigments et colorants, lubrifiants...)

Plastique = polymère + adjuvants + additifs

ex : polycarbonate, néoprène, polyester, polyuréthane, polystyrène...