Chapitre 1 LES MA TERIA UX ET LEURS PR OPRIETES 1.1 GENERALITES Les matériaux s

Chapitre 1 LES MA TERIA UX ET LEURS PR OPRIETES 1.1 GENERALITES Les matériaux son t à la base de la te hnologie et du monde industriel. La réussite te h- nique et le su ès ommer ial d'un pro duit fabriqué dép enden t en grande partie du ou des matériaux hoisis. Les matériaux se trouv en t en grande v ariété et le hoix d'un matériau p our une appli ation donnée n'est pas généralemen t fa ile. Le hoix dép end autan t du prix que des qualités sp é i ques du matériau et du pro édés de fabri ation. La séle tion d'un matériau est généralemen t ee tuée en équip e, lien t et on epteur asso iés aux te hni iens de fabri ations. Fig. 1.1  Prin ip ales famil les de matériaux. 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 2 1.2 LES MÉT A UX ET ALLIA GES 1.2.1 Métaux et alliages ferreux 1.2.1.1 A iers non alliés Ces a iers on t un prix de revien t relativ emen t faible, mise en forme fa ile. leur in on v énien ts 'est qu'ils s'o xyden t fa ilemen t(rouille). Les formes d'utilisation son t les tôles, les pro lés et les tub es. 1.2.1.2 A iers alliés Ce son t les a iers a v e additions d'élémen ts destinés à améliorer :  les ara téristiques mé aniques : R e , R m , A et K  la résistan e à l'o xydation et aux orrosions Dans les a iers alliés il existe deux atégories : les a iers faiblemen t allié et les a iers fortemen t alliés. 1. A iers faiblemen t alliés : Au un des élémen ts d'addition ne dépasse la teneur de 5%. Généralemen t la teneur est souv en t inférieure à 1% et raremen t sup érieure à 2%. Utilisation : Charp en te à haute résistan e, p on ts et appareils à pression, installation p étrolières, onduites for ées, en trales thermiques, et . 2. A iers fortemen t alliés : Un élémen t d'addition, au moins,dépasse la teneur de 5%. Ce son t des a iers réfra taires, résisten t bien aux hautes temp ératures (1000 Æ et plus). Ils présen ten t aussi une résistan e aux orrosions (a iers ino xydables) où la teneur en Chrome et Ni k el est élev ée. 3. Propriétés générales La mise en forme exige plus de puissan e que elle des a iers non alliés due à leur résistan e mé anique. es a iers se divisen t en deux atégories :  A iers ferritiques qui présen ten t de b onne propriétés mé aniques et ils son t utilisés dans la fabri ation de réserv oirs et tuy auteries p our gaz liqué és : Oxygène, Azote, Méthane, et .  A iers austéntiques t yp e 18/10 résistan t bien aux orrosions, leur grand allongemen t (50 à 60%) leur p ermet de supp orter des déformations plastiques très imp ortan tes (em b outissage profond). Ces a iers son t relativ emen t oûteux par rapp ort aux autre a iers. Ils son t utilisés dans les industries alimen taires et himiques, ra neries de p étrole, lab oratoires, et . 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 3 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 4 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 5 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 6 1.2.2 Métaux et alliages non ferreux 1.2.2.1 Cuivre Le uivre est très malléable, résiste bien à l'o xydation et à ertaines orrosions, b onnes ara téristiques mé aniques (état é roui).Ex ellen te ondu tibilité thermique et soudabilité mo y enne. Le uivre est livré sous formes de tôles, pro lés et tub es. Il est utilisé surtout dans les é hangeurs thermiques, industries alimen taires, industries himiques, tuy auteries, et . 1.2.2.2 Laiton C'est un alliage de uivre-Zin . En haudronnerie, en tra v aille surtout le laiton à 33% de Zn. Il est très malléable à froid (A%=53), assan t à haud, se prête bien à la mise en forme, em b outissage profonds, soudabilité b onne au halumeau et sous ux gazeux. 1.2.2.3 Aluminium et ses alliages L'Aluminium et ses alliages son t ara térisés par leur faible densité :2,7. Aluminium : La désignation de l'aluminium est onstituée par le sym b ole métallurgique A, suivi par un hire qui indique le titre de pureté : A4, A5 : A4 = 99% d'aluminium pur A5 = 99,5% d'Al pur. La résistan e mé anique et la dureté son t faible, mais malléabilité et soudabilité ex ellen tes (au halumeau et surtout sous ux gazeux). Il présen te une très b onne ondu tibilité thermique, une résistan e à l'o xydation et à ertains orrosions, mais il est attaqué par de nom breux agen ts himiques. Il est livré sous forme de tôles, tub es et pro lés. Utilisation : Industries himiques et alimen taires. Alliages d'Aluminium : T ous les élémen ts d'addition on t p our rôle essen tiel, d'améliorer les faibles ara téristiques mé aniques de l'aluminium et dans ertains as la résistan e à l'o xyda- tion et aux orrosions. Les prin ipaux élémen ts d'addition : Si, Mn, Cu, Mg et à faible teneur : F e, Ni, Cr, Ti, Pb. 1.2. LES MÉT A UX ET ALLIA GES 7 1.3. POL YMERES OU MA TIÈRES PLASTIQUES 8 1.3 POL YMERES OU MA TIÈRES PLASTIQUES Les p olymères son t onstitués de ma romolé ules à squelette o v alen t, liées en tre elles par des liaisons faibles (liaison h ydrogène ou V an der W aals). Leurs propriétés dép enden t de la temp érature. Ils auron t généralemen t un faible mo dule d'élasti ité (faible rigidité) et une limite élastique d'autan t plus faible qu'ils seron t p ortés à plus haute temp érature. Il son t don fa iles à mettre en forme. Ils on t aussi malgré leur b onne déformabilité une b onne résistan e à l'usure. Ils son t fa iles à assem bler et on t une b onne ten ue à la orrosion. En n e son t des matériaux légers. On distingue des p olymères issus d'élémen ts naturels tel que le b ois, le oton,. . .et les p olymères obten us par syn thèse à partir des h ydro arbures. 1.3.1 Matières thermoplastiques Ce son t des p olymères linéaires ou rami és don t les liaisons son t faibles et mobiles. La temp érature rend le omp ortemen t de es matériaux d'ab ord vitreux puis aout houtique en plus la rév ersibilité du omp ortemen t de es matériaux p ermet la mise en forme de es matières à l'état fondu ou aout houtique. Exemples : PV C (tub es et pro lés), PEb d(gaines, sa s, piè es moulées . . .). 1.3.2 Matières thermo dur issables Ce t yp e de p olymères est ara térisé par la rigidité des haînes les unes par rapp ort aux autres onstituan t un réseau tridimensionnelle. Ce son t des matériaux amorphes (stru ture désordonnée). Lorsque la temp érature augmen te, le matériau ne devien t pas visqueux, mais il onserv e sa rigidité jusqu'au momen t où il se dégrade. Exemple : isolan t éle trique, v aisselle, arti le de sp ort . . . 1.3.3 Elastomères Les élastomères son t des matériaux aux propriétés bien parti ulières. Ce son t des p olymères de haute masse molé ulaires et à haînes linéaires. La mobilité des haînes molé ulaires les unes par rapp ort aux autres est limitée. Ces matériaux p ermetten t de grandes déformations élastiques rév ersibles. Exemple : aout hou , pneu, et . 1.4 LES CÉRAMIQUES Les éramiques son t ara térisées par des liaisons fortes e qui se traduit par leur ex ellen te rigidité élastique. La faible tendan e à la plasti ité qui en résulte rend es matériaux fragiles, p eu du tiles, mais en rev an he, résistan ts à l'usure. Ces matériaux on t un p oin t de fusion très élev é et une b onne résistan e à la orrosion. Les éramiques son t utilisés dans les moteurs, leurs buts son t d'améliorer l'isolation thermiques, la résistan e à l'usure par frottemen t et d'alléger les piè es en mouv emen t. L'isolation thermique est l'un des p oin ts forts des éramiques 1.5. MA TÉRIA UX COMPOSITES 9 1.5 MA TÉRIA UX COMPOSITES 1.5.1 Dé nition Les matériaux omp osites son t des matériaux qui asso ien t deux ou plusieurs matières dié- ren tes, appartenan t parfois à 2 lasses distin tes, p our obtenir une om binaison de propriétés qui tire a v an tage de ha un. uploads/Industriel/ proprietes-des-materiaux.pdf

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