Cours 13 Flashcards
(40 cards)
Donner des exemples d’utilisation des métaux en construction.
§ Charpentes, ossatures
§ Parements, couvertures, solins
§ Services, tuyaux, fils, conduits
§ Finition, escaliers, mobilier
3 types de recherches sur les métaux.
§ Amélioration/affinement des alliages
§ Recours à une énergie moindre
§ Effort de recyclage (et de récupération)
Classer les trois types de métaux principaux par ordre de résistance à la déformation.
Alliage d’aluminium < alliage de cuivre < cuivre
Quel proportion de l’acier mondial est recyclé dans les nouvelle construction ?
Environ la moitié
Caractéristiques (3) à propos de la durabilité des métaux.
-Inorganiques (Imputrescibles, Insensibles aux ultra-violets)
-Homogènes et denses (Étanches, Pas poreux : insensibles gel/dégel § Résistants à l’usure)
-Talon d’Achille…
(Réactions en présence d’humidité
Tous sont oxydables
Certains s’endommagent vite, d’autres lentement
Corrosion galvanique
Incompatibles avec certains autres métaux Incompatibles avec certains matériaux)
Réaction à la chaleur chez les métaux.
Électrons mobiles
Conducteurs de chaleur (et la plupart du temps d’électricité)
Caractéristiques physiques se modifient à la chaleur
Dilatation et contraction thermiques
Fonte/fusion/malléabilité à la chaleur intense
Se soudent ou se brasent (intéressant pour les joints) Recyclables indéfiniment
Trois étapes pour faire le fer forgé.
Récolte du minerai • Hématite, limonite • Contiennent oxyde de fer Chauffage intensif • Couches alternées de minerai et charbon de bois • Bas fourneau (trou dans le sol) 700oC-900oC • Produit : fer pâteux Mise en forme finale • Martelage répété (appelé « forgeage ») • Débarrasse le fer de ses impuretés
Comment avoir un fer plus stable ?
En gardant quelques impuretés (du carbone).
Qu’a permis l’apparition du haut fourneau?
Invention du haut fourneau
• Meilleur carburant (charbon plus efficace)
• Carburant exposé à l’oxygène soufflé, atteint 1300oC
• Produit final
(Fer plus affiné (impuretés réduites) ; En fusion, phase liquide)
Caractéristiques (4) de la fonte, apparu lors de la révolution industrielle.
Fonte permet la coulée et le moulage
• Pièces répétitives identiques
• Plus de finesse dans le détail
Caractéristiques de la fonte
• Rigide et fragile (Cassante (peu ductile))
• Ne se soude pas (Assemblage par vissage/brasage)
Avantages des fours Bessemer, Thomas et Martin (1850)
- Injection d’oxygène brûle les impuretés
* Meilleur contrôle du dosage de carbone
Différence entre le fer et l’acier.
- Carbone dans le fer = ±0,1% - peu de rigidité
- Carbone dans l’acier = entre 0,1 et 2% - optimum : rigide et ductile
Comment fait-on les pièce d’acier aujourd’hui?
• À partir des lingots (bloom/billette/brame)
• Formes de base laminées
- On presse selon la forme souhaitée
Caractéristiques (2) de l’assemblage par soudure.
- Mariage quasi-parfait des pièces soudées
* Coûteux (surtout en chantier)
Les aciers alliés ont des éléments ajoutés pour modifier trois caractéristiques.
Ductilité
Facilité de soudage
Résistance à la rouille
Comment la rouille s’installe dans le fer/acier ?
- L’oxyde est plus volumineux que le fer = délamination
- Délamination donne accès aux couches inférieures, processus se poursuit jusqu’à la réduction complète du fer
- Compromet la résistance mécanique de l’acier
Comment lutter contre la rouille (à l’exception de l’acier inox.)
Remplacement
Ajout d’une protection de surface (Peintures ou enduits hydrofuges)
Comment fait-on l’acier inoxydable?
Ajout de chrome (±18%)
• L’oxyde de chrome forme une couche protectrice; La protection existe dans toute la masse de métal
Ajout de nickel en plus (±8%)
• Caractéristiques mécaniques améliorées
À propos du coût de l’acier inoxydable.
Environ 6 fois plus cher que l’acier ordinaire (pas utilisé en charpente)
Économie de finition (aucun revêtement requis)
Comment fait-on l’acier auto-platiné?
Cuivre, phosphore, nickel, chrome, molybdène
Caractéristique (5) de l’acier auto-platiné.
- Ne doit pas être en contact prolongé avec l’eau
- Résiste mal aux sels de déglaçage et marins
- Disponibles en profilés structuraux (ponts)
- Coût initial plus élevé que l’acier ordinaire
- Mise en œuvre rigoureuse
Caractéristiques (7) du Zinc.
Métal très abondant Relativement économique Malléable Cassant à froid Aspect blanc légèrement bleu Se patine à l’air ambiant Longévité se mesure en décennies
Caractéristiques (4) de l’acier galvanisé.
Recouvrir l’acier de zinc (se combine à l’acier, pas exposé à l’air)
Le zinc exposé à l’air forme un oxyde
Coût abordable
L’économie sur le remplacement compense
Trois procédés pour galvaniser l’acier et leur résistance.
Trempage à chaud (Résistance accrue selon épaisseur)
Électrozinguage / électro-galvanisation (Résistance moyenne)
Shéradisation (Exposition à vapeur/poussière de zinc; Résistance moyenne)
