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Cours de Métallurgie Ecole deHMD Présenté par Belkacem BELAHBIB 1 Généralités P

Cours de Métallurgie Ecole deHMD Présenté par Belkacem BELAHBIB 1 Généralités Propriétés des métaux Métaux utilisés en mécanique Propriétés justifiant l’emploi des métaux Comparaison métaux et non métaux Préparé par M.B.BELAHBIB 2 Les métaux Propriétés desmétaux Ecole deHMD •Les métaux font partie de notre vie quotidienne et se retrouvent dans toutes les actions de notre existence •Aucune matière n'a été aussi importante que le métal pour l'histoire de l'homme. •Les progrès de l'agriculture, du transport, et même ceux de l’art ou de la cuisine auraient été impossibles sans eux. •Certains de ces métaux ont participé largement au développement des activités industrielles et plus spécialement celles liées aux domaines pétrolier et gazier. 3 Généralités Ecole deHMD Les métaux sont généralement enfouis sous des tonnes de roches et sont souvent en combinaison avec d’autres substances. De nombreux problèmes techniques, bien entendu, ont dû être résolus avant une large utilisation de ces métaux. De grands efforts ont été déployés par les professionnels pour mettre en place des moyens ,des techniques et des méthodes pour la fabrication des métaux. 4 Généralités Ecole deHMD Parmi ces moyens et techniques de fabrication des métaux à partir des minerais l’on peut citer:  la prospection,  l’exploitation des mines abritant ces métaux  les techniques de leur élaboration ( surtout )  L’amélioration des propriétés métallurgiques et mécaniques. 5 Généralités Ecole deHMD La métallurgie constitue l'ensemble des industries et des techniques qui assurent la fabrication des métaux Par son développement, elle a modifié profondément l’histoire humaine. C’est au Moyen Orient que sont coulés les premiers bronzes, l’Europe occidentale n’entrera dans l’âge du bronze que 2000 ans plus tard. l’Amérique ne connaitra le fer que quelques siècles après l’Europe . 6 Généralités Ecole deHMD Mine de Ghar Djbilet 7 Généralités Parmi ses propriétés, les plus courantes sont les suivantes : Propriétés chimiques Propriétés physiques Propriétés mécaniques Propriétés électriques. Propriétés thermiques Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 8 Les propriétés des métaux Propriété d'un matériau de résister à la pénétration d'un autre matériau La dureté Le diamant est le matériau qui possède la plus grande dureté Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 9 La malléabilité est la propriété possédée par certains métaux de pouvoir être réduits en feuilles minces, à froid ou à chaud, sans criques ni gerçure. Cette opération mécanique s'exécute soit manuellement au marteau, soit mécaniquement dans les laminoirs. Exemple: Le plomb se lamine à froid et l'acier à chaud. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 10 La malléabilité: Capacité d'un matériau à ne pas se déformer sous l'action d'un effort extérieur Le matériau de garder sa forme, même lorsqu'il est soumis à diverses contraintes. Du plus souple au plus rigide: (exemple) 1- Caoutchouc 2 Aluminium 3 Acier 4 Verre La rigidité : Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 11 La fusibilitéest lapropriétéquepossèdentcertains corps de passer de l'état solide à l'état liquide sous l'influence de lachaleur. La températureà laquellese produitcephénomènese nomme: point defusion. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 12 La fusibilité: La fusibilité: Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 13 C'est la propriété que possèdent certains métaux de se laisser facilement traverser dans leur masse par la chaleur et l'électricité. Exemple: Comparaison de conductibilité entre deux tiges de métaux différents: acier et cuivre placés dans un même feu. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 14 La conductibilité: Le cuivre est un meilleur conducteur thermique et électrique, mais tous les métaux à des degrés différents sont bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité. Par contre, le bois, le verre, la porcelaine, l'ébonite, l'amiante, les matières plastiques sont mauvais conducteurs: on les appelle pour cette raison isolant thermiques et électriques. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 15 La conductibilité: La ductilité est la quantité que possèdent certains Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 16 de pouvoir être réduits en fils de faible métaux section. d'obtenir L'opération mécanique qui permet ces produits s'appelle le tréfilage est pratiqué dans des filières. La ductilité: Exemple: L'or, l'argent, le cuivre et l'aluminium sont par ordre décroissant très ductiles La ductilité: Le cuivre, qui peut être étiré, est utilisé dans la fabrication d Pe r o p rf i éi tl és sd e é smle é t ac u xtriques. Préparé par M.B.BELAHBIB 17 L'élasticité est la propriété que possèdent certains métaux de reprendre leur position primitive, leur forme ou leur volume extérieur après avoir été allongés. Pour certains métaux, cette propriété est l'aboutissement de traitements mécanique ou thermique particuliers. L'élasticité: Le pneu d'une voiture se déforme sous le poids de celle-ci. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 18 La ténacité Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 19 caractérise la résistance de certains métaux à des efforts particuliers, c'est également la propriété que possèdent ces même métaux d'opposer une grande résistance à la rupture. Les principaux essais qui permettent de déterminer la ténacité sont appelés: Essais de traction et essais de dureté. La ténacité: On appelle la coulabilité la propriété possédée par plusieurs métaux d'épouser étroitement la forme des moules dans lesquels ils sont introduits après fusion. C'est en quelque sorte la fluidité des métaux fondus Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 20 La coulabilité: La soudabilité Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 21 est l'aptitude que possèdent certains métaux à se souder à eux-même par simple contact lorsqu'ils sont à haute température et ceci sans le secours d'un métal de liaison. Exemple: le fer à l'état pâteux est très soudable La soudabilité: L'homogénéité est caractérisée dans la masse d'un corps par une répartition très régulière des éléments la constituant: c'est la qualité première d'un alliage. La propriété opposée est l'hétérogénéité. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 22 L'homogénéité: La masse spécifique d'un corps est la masse de l'unité de volume de ce corps. L'unité de volume choisie est décimètre cube (dm3). La masse spécifique s'exprime donc en kilogrammes par dm3 (nombre concret). La densité est le rapport de la masse d'un certain volume de ce corps à la masse d'un égal volume d'eau. On aura donc: Densité= masse V d'un volume d'un corps / masse V du même volume d'eau. La densité est un nombre abstrait (sans unité) Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 23 La densité et masse spécifique La densité et masse spécifique Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 24 La chaleur spécifique est la quantité de chaleur qu'il faut pour élever de 1°C la température d'un corps. Cette caractéristique entre surtout en œuvre dans les domaines du travail à chaud des matériaux tels que: le moulage, le soudage, le forgeage et la gamme des traitements thermiques. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 25 La chaleur spécifique ou chaleur massique: Propriété des matériaux d'être plus ou moins inaltérables aux attaques chimiques apportant une corrosion. (Cas particulier de l'oxygène par exemple, ou de certains milieux salins ou corrosifs). Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 26 l'inoxydabilité: Propriété directement liée au travail de coupe par enlèvement de copeaux ou glissement du métal. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 27 L'usinabilité: Propriétés propres aux déformations à chaud et à froid basées particulièrement sur la malléabilité et demandant que les matériaux présentent des propriétés telles que: - La plasticité, - l'écrouissage, - la résistance aux chocs thermiques. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 28 La forgeabilité et l'emboutissage: Il est connu que : - Sous l'action de la chaleur, le volume des pièces augmente. - Sous l'action du froid, le volume des pièces diminue. Cette propriété est très importante dans la construction des ouvrages métalliques et peut causer des effets néfastes à la vie de ceux-ci. Ainsi, un élément anormalement « BRIDE » risque de casser ou de ne plus remplir sa fonction sous les effets da la dilatation ou du retrait. Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 29 La dilatabilité: L'écrouissage est plutôt un état qu'une propriété des matériaux. Ainsi, il peut être une qualité ou un défaut. Un état écroui ou plutôt une structure écrouie est en fait une déformation de l'édifice cristallin sans rupture aux joints. Lorsque la rupture apparaît, on dit qu'il y a clivage Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 30 L‘écrouissage: L‘écrouissage: Propriétés desmétaux Préparé par M.B.BELAHBIB 31 Ecole deHMD C’est quoi un métal? C’est un matériau existant dans la nature pourvu d’un certains nombre de propriétés chimiques et mécaniques. Ces propriétés font de lui un élément principal dans toutes les constructions mécaniques et d’une manière générale industrielle C’est dans le sol, sous forme de minerais, qu’on trouve les métaux. Ils se présentent parfois à l’état pur, mais ils sont dans la plupart du temps mélangés à d’autres éléments 32 Les Métaux utilisés en construction mécanique Ecole deHMD Les métaux les plus utilisés dans la construction sont la fonte et le fer ,l'acier ,l’aluminium et le cuivre et leurs alliages En raison de son altérabilité et sa faible résistance mécanique, le fer n'est plus utilisé industriellement. D’autres métaux moins utilisés tels que le titane ,le Zinc et le plomb mais qui peuvent aussi être inclus dans cette liste du fait qu’on peut les retrouver comme éléments d’alliage dans certains métaux 33 Les Métaux utilisés en construction mécanique Ecole deHMD Le Fer L’acier et les fonte sont des alliages uploads/Industriel/ partie-la-metallurgie-des-metaux.pdf