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Materiaux Essais

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1- LES MATERIAUX TRAITEMENTS, ESSAIS.

1-1-1- DESIGNATION et caracteristiques DEs ACIERs

1) Elaboration de Lacier

Lacier peut tre obtenu de deux manires diffrentes:

A partir de la fonte : On enlve du carbone la fonte en le brlant dans un convertisseur

A partir de ferrailles recycles : On fait fondre des ferrailles dans un norme four lectrique. Lacier obtenu est de meilleure qualit

2) Proprits remarquables

Grande duret, Grande rsilience, Prix modrs (sauf aciers inox ou spciaux) ,

Se moule difficilement (sauf aciers spciaux de fonderie) ,

Peut se tremper (uniquement les aciers trempables) ,

Temprature de fusion: ~1500 C, Masse volumique: ~7850 kg/m3,3) Utilisation des aciers

Lacier est universellement employ dans tout type dindustrie, de mcanisme, dobjet, en raison de ses formidables qualits intrinsques. (voir ci dessus)

4) Dsignation des aciers

La dsignation des aciers est la plus complexe de toutes en raison de la grande varit des produits existants. Chaque famille dacier a sa dsignation particulire.

On distingue quatre familles daciers: les aciers dusage gnral , les aciers non allis , les aciers faiblement allis , les aciers allis.Les aciers dusage courant

Classification par emplois

La dsignation commence par la lettre S pour les aciers d'usage gnral et par la lettre E pour les aciers de construction mcanique . Le nombre qui suit indique la valeur minimale de la limite d'lasticit en mga pascals*.

Exemple : S 235.

S'il s'agit d'un acier moul la dsignation est prcde de la lettre GLes aciers non allis

La dsignation se compose de la lettre C suivie du pourcentage de la teneur moyenne en carbone multiplie par 100.

Exemple: C 40. (0,40 % de carbone).

S'il s'agit d'un acier moul la dsignation est prcde de la lettre G.

Exemple: GC 25. (0,25 % de carbone).

Principaux aciers mouls GC22-GC25-GC30-GC35-GC40.

Principaux aciers de forgeage C22-C25-C30-C35-C40-C45-C50-C55.

Les aciers faiblement allis

Teneur de chaque lment d'alliage < 5 %. La dsignation comprend dans l'ordre

un nombre entier, gal cent fois le pourcentage de la teneur moyenne en carbone,

un ou plusieurs groupes de lettres qui sont les symboles chimiques des lments d'addition rangs dans l'ordre des teneurs dcroissantes,

une suite de nombre rangs dans le mme ordre que les lments d'alliage, et indiquant le pourcentage de la teneur moyenne de chaque lment.

Les teneurs sont multiplies par un coefficient multiplicateur variable en fonction des lments d'alliage (voir tableau ci contre).

Exemples

55Cr3

0,55 % de carbone - 0,75 % de chrome (3 / 4 = 0,75 ).

51 CrV 4

0,51 % de carbone -1 % de chrome (4/ 4 = 1 ). Pour cette dsignation le pourcentage de vanadium n'est pas prcis.

Aciers fortement allis

Teneur d'au moins un lment d'alliage > 5 %.

La dsignation commence par la lettre X suivie de la mme dsignation que celle des aciers faiblement allis, l'exception des valeurs des teneurs qui sont des pourcentages nominaux rels.

Exemple ;

X30Cr13

0,30 % de carbone -13 % de chrome.

1-1-2- DESIGNATIONs et caracteristiques DE LALUMINIUM Et de ses alliages

5) Elaboration de Laluminium

Fabriqus industriellement depuis 1886 partir de bauxite et de cryolithe, ces mtaux sont les plus utiliss juste aprs les fontes et les aciers

6) Proprits remarquables

Bas point de fusion (658C), Ductilit leve (A% = 40 %), Prix levs (5 fois plus que lacier) ,

Se moule Facilement (sauf certains alliages), Peut se tremper (uniquement les alliages aluminium cuivre), Bonne conductivit lectrique, Bonne conductivit thermique (5fois celle des aciers), Coefficient dilatation 1,5 fois plus que les aciers, Proprits rflchissantes, Rsistance la corrosion leve (bateaux en alu), Bon rapport rsistance poids (utilisation dans laronautique), Faible duret (mauvaise rsistance lusure et la fatigue), Masse volumique: ~2700 kg/m3,7) Mise en oeuvre

Elle est assez facile par un grand nombre de procds: laminage, moulage, forgeage, tirage, mtallurgie des poudres. 8) Dsignation des alliages daluminium

On distingue deux catgories dalliages daluminium qui ont chacun une dsignation diffrente: Les alliages mouls et les alliages corroys (forgs)

Aluminium et alliages daluminium mouls

La Dsignation utilise un code numrique. Il peut tre suivi ventuellement, si cela est justifi, par une dsignation chimique des lments et de nombre indiquant la puret de laluminium ou la teneur nominale des lments considrs.

Exemples de dsignations usuelles:

EN AB-43000 ou EN AB-43000 [AlSi10Mg]Alliage daluminium moul contenant 10% de silicium et un tantinet de magnsium

Alliages aluminium zinc

Aluminium et alliages daluminium corroys

La dsignation normale utilise un code numrique. Il peut ventuellement tre suivi, si cela est justifi, par une dsignation utilisant les symboles chimiques des lments et de nombres indiquant la puret de laluminium ou la teneur nominale des lments considrs.

Exemple de dsignations usuelles:

EN AW-2017 ou EN AW-2017 [Al Cu 4 Mg Si]Alliage daluminium contenant 4% de cuivre, un peu de magnsium, un peu de siliciumExemple de dsignation exceptionnelle

EN AW-Al Cu 4 Mg Si

1-1-3- DESIGNATIONs et caracteristiques du cuivre Et de ses alliages

Le cuivre est un mtal de couleur rouge orang possdant une haute conductibilit thermique et lectrique ainsi qu'une bonne tenue aux corrosions courantes. Ce sont ses proprits qui en font un mtal employ pur ou faiblement alli dans la construction lectrique, le transport d'lectricit et le btiment.

En revanche, en mcanique, le cuivre pur n'est pas ou peu employ. Ce sont des alliages de cuivre qui sont utiliss tels que par exemple:

Les laitons, alliages de cuivre et de zinc, qui se forment et s'usinent aisment. Ces alliages de couleur jaune sont parfois improprement appels cuivre jaune.

Les bronzes, alliage de cuivre et d'tain qui prsentent de bonne qualit de fonderie ainsi que d'intressantes qualits mcaniques et de frottement.

Les cupronickels qui rsistent bien l'oxydation et certains agents corrosifs.

Enfin citons pour mmoire le maillechort (alliage de cuivre, nickel et zinc) dont l'aspect ressemble celui de l'argent.

1- Les Cuivres affins

Les cuivres affins sont dsigns par le symbole chimique du cuivre Cu suivi d'un tiret et d'un groupe de caractres alphabtiques en majuscule qui dfinissent le type de cuivre.

Exemple:Cu-ETP

Ce cuivre (Cu) contient de l'oxygne affin lectrolytiquement (ETP).

2- Les alliages de cuivres

Les alliages de cuivre sont dsigns par le symbole chimique du cuivre Cu suivi des symboles chimiques des lments d'addition suivis de leur teneur (exprim en pourcentage). Les lments d'addition sont classs dans l'ordre dcroissant des teneurs.

Exemple:Cu Sn9 P

Cet alliage de cuivre (Cu) contient 9% d'tain (Sn9) et des traces de phosphore (P).

Remarque1: Si un lment n'est pas suivi d'une valeur indiquant sa teneur, c'est que l'alliage ne contient que quelques traces (moins de 1%) de cet lment.Rajouter tableau GDI page 2731-1-4- informations sur les fontes

1- ELABORATIONLa fonte s'obtient dans les hauts fourneaux partir de minerai de fer et du coke (carbone). L'lvation de temprature conduit la fusion de la charge et la transformation chimique, ce qui permet dobtenir de la fonte liquide et des rsidus: laitier et gaz.

2.- DEFINITIONS

2.1- Fontes grises Graphite Lamellaire : FGL

2.2- Fontes Graphite Sphrodal : FGS

2.22.3- Fontes blanches

Elles ne contiennent pas de carbone ltat de graphite. Le carbone est en combinaison chimique avec le fer (carbure de fer Fe3C).

2.4- Fontes mallables FM

2.5- Fontes allies

Certaines fontes peuvent tre associes avec dautres mtaux pour amliorer certaines caractristiques.

Exemple : le corps de pompe, en bas de la page, FGL 250 + 2%Cu.

3.- AVANTAGE DES FONTES

* Elles permettent la ralisation des pices moules complexes car elles possdent une excellente coulabilit (Aptitudes au moulage).

* Elles ont une excellente usinabilit, le graphite jouant le rle de lubrifiant (mise part les fontes blanches o le graphite nest pas prsent).

* Elles sont trs rsistantes en compression.

3- Inconvnients des fontes

* Les fontes grises lamellaires sont peu rsistantes aux chocs, pour les autres fontes le problme de rsilience est rsolu par la forme non lamellaire du graphite.

* Les fontes FGS ne sont pas utilises autant que les fontes FGL parce que son cot de fabrication est bien plus lev.

* Les fontes blanches sont trs peu utilises sauf pour la ralisation de pices spcifiques (Rouleaux de broyeur). Elles sont dures mais trs fragiles ceci est d la prsence de cmentite. Remarque : elle est utilise liquide pour la fabrication de lacier.1-1-5- informations sur les ACIERS INOXIDABLES1-1-5- MOTS CROISES

Dsignation des matriaux

Complter la grille ci-dessous en vous aidant des dfinitions donnes au bas de la page.

Nota: les chiffres et lettres dans la grille permettent de situer la position verticale et horizontale des mots (il ne sagit en aucun cas de la premire lettre du mot trouver).

Les cases noires reprsentent un espace ou un tiret dans la dsignation des matriaux.

Horizontalement

3 Acier dusage mcanique, moul, de rsistance lastique de 250 MPa.