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FST TANGER Etude à l’aide du logiciel EDY de la solidification de quelques alli

FST TANGER Etude à l’aide du logiciel EDY de la solidification de quelques alliages industriels (Fe RAPPORT DU TRAVAUX PRATIQUE Réalisée par FST TANGER Année universitaire 2015/2016 Royaume de Maroc Ministre de l’enseignement supérieur Université Abdelmalek Essaadi Faculté des sciences et techniques Département génie mécanique Etude à l’aide du logiciel EDY de la solidification de quelques alliages industriels (Fe-C, Al- RAPPORT DU TRAVAUX PRATIQUE Science des matériaux Licence Génie Industriel Réalisée par : Ridouane BOUJIDA Rachid OUCHALHI Encadré par : Mr .AZZOUZI HAMID Etude à l’aide du logiciel EDY de la solidification de -Si, Cu-Zn) RAPPORT DU TRAVAUX PRATIQUE .AZZOUZI HAMID Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 09/01/2016 1 INTRODUCTION A travers le TP de Science des Matériaux nous avons étudié différents alliages industriels, en particulier les alliages métalliques. Tout au long de séance de TP, l’étude a été portée sur 3 alliages binaires sur lesquels nous avons réalisé différentes analyses afin de déterminer en différentes température leurs caractéristiques. Alliages Fe-Fe3C diagramme métastable Fer-Carbone • Etudes du refroidissement de l’acier normalisé XC10 • Etudes du refroidissement de l’acier normalisé type eutectoide • Etudes du refroidissement de l’acier normalisé XC100 • Etudes du refroidissement de la fonte blanche 3% de Carbone Alliages Al-Si alliages contenant 12% et 13% de silicium • Etudes du refroidissement de l’alliage contenant 12% Si • Etudes du refroidissement de l’alliage contenant 13% Si Alliages Cu-Zn type Laitons commerciaux • Etudes du refroidissement de l’alliage contenant 30% Zn • Etudes du refroidissement de l’alliage contenant 40% Zn Nous allons résumer et tirer toutes les conclusions des étapes de ses études pour tous les alliages en détail dans la suite du rapport. Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 09/01/2016 2 LE LOGICIEL PEDAGOGIQUE « EDY » EDY est un logiciel interactif créé par des enseignants dans un souci pédagogique. Il comprend un didacticiel évolutif sur la solidification et les microstructures. Sans prétendre simuler avec précision les phénomènes physiques qui accompagnent la solidification • INTERACTIF : Obtenez directement les proportions et les compositions de chaque phase et constituant, en n'importe quel point du diagramme au cours de la transformation. Les noms de domaines de phase apparaissent sur chaque diagramme. • COMPLET : EDY est livré avec une base de données contenant les diagrammes de phase binaires des principaux alliages (Fer-Carbone, Aluminium-Silicium, Cuivre- Argent, Cuivre-Zinc, Cuivre-Étain). Les domaines de phase sont représentés par des zones de couleur dégradée. • ÉVOLUTIF : EDY est un système ouvert. Il est possible d'enrichir et de personnaliser la base de données avec de nouveaux diagrammes de phase binaires. Pour cela, il vous suffit de définir les coordonnées des points et les zones de chaque phase. Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 09/01/2016 3 GÉNÉRALITES Alliage, produit métallique obtenu par incorporation d'un ou plusieurs éléments à un métal. Les alliages à deux composants sont dits binaires, ceux qui contiennent trois composants sont appelés alliages ternaires. Comme les métaux purs, les alliages ont un éclat métallique et sont des conducteurs de chaleur et d'électricité. Des composés qui contiennent un métal et des produits non métalliques, comme par exemple le carbone, sont également appelés alliages. Le plus important de ceux-ci est l'acier. Les aciers simples à base de carbone contiennent environ 0,5% de manganèse et jusqu'à 0,8% de carbone, le reste étant constitué de fer. En général, les propriétés des alliages sont très différentes de celles de leurs éléments constitutifs. Par exemple, la résistance mécanique et la résistance à la corrosion d'un alliage peuvent être considérablement supérieures à celles de ses constituants pris séparément. C'est pourquoi on utilise plus fréquemment les métaux alliés que les métaux purs. Cependant, les propriétés d’un alliage n'évoluent pas de façon linéaire avec celles des constituants qui le composent. Il est donc difficile de prévoir les caractéristiques d'un alliage à partir des propriétés de ses composants. Ainsi, on détermine expérimentalement les propriétés d'un alliage donné. En général, les alliages ont une température de fusion inférieure à celle de leurs constituants. PRÉSENTATION DES ALLIAGES Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 09/01/2016 4 Ce sont principalement les aciers, l’acier est un alliage de fer et de carbone, mais dont la teneur en carbone est inférieure à 1,5%. On distingue trois familles d’aciers de moulage : les aciers au carbone (0 ,15 à 0,45 %), les aciers faiblement alliés (moins de 5% d’élément comme le chrome, le nickel, le molybdène ) , et les aciers fortement alliés comme les inoxydable et les réfractaires, ils sont employés essentiellement pour les matériels destinés aux transports ferroviaire, aux travaux publics, a la sidérurgie, a la production d’énergie (turbine) et au secteur nucléaire Un diagramme de phases (ou diagramme d’équilibre) permet de résumer les constitutions d’équilibre d’un système d’alliage. Un diagramme de phases permet de prédire, pour un mélange donne, la constitution des phases en présence, en équilibre les unes avec les autres. Deux facteurs physiques ont une influence sur la nature et la composition des phases présentes : la température qui joue un rôle particulièrement important lors de la coulée et dans les modifications des propriétés mécaniques des alliages dentaires. la pression qui est habituellement négligée car elle n’a d’influence qu’a des niveaux extrêmement Élèves. Deux types de transformations peuvent être retrouvés dans les diagrammes de phases. L’étude des transformations liquide-solide donne les diagrammes de solidification. L’étude des transformations solide-solide permet de prédire les propriétés d’un alliage âpres Traitement thermique. Alliages métalliques industriels Diagramme de phases Rapport TP SDM Licence génie industrie ÉTUDE PRATIQUE On va étudier les trois alliages binaires mentionné ci énorme importance industrielle. Le diagramme de phase Fe d'appréhender le travail de l'acier sans avoir connaissance de ce diagramme. Ce diagramme dit binaire est assez simple.il décrit les aciers et les fontes (fontes bl s’intéresser surtout au diagramme métastable Fe est a la base des aciers, et des fontes blanches Le diagramme Al classes d’alliages légers avec de bonnes propriétés de fonderie : Coulabilité : Aptitude du métal liquide à bien remplir l’empreinte. Absence de formation de crique : par le retrait du métal. Bonne répartition de la porosité : accompagne la solidification. Températures de fusion relativement basses : moules métalliques réutilisables métal soit par gravité, soit sous pression. Les qualités d’alliages de fonderie : Dans ce type d’alliage, on va s’intéresser aux ALPAX qui sont des alliages : A-S13 (contenant 13% de Si). Parmi les applications de ce type d’alliage : Agriculture, alimentation, appareils m industrie aérospatiale, bâtiment, chimie, armes, etc... Diagramme F Diagramme Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 5 TUDE PRATIQUE On va étudier les trois alliages binaires mentionné ci-dessus qui sont d’une e industrielle. Le diagramme de phase Fe-C est le diagramme de base. Il est difficile d'appréhender le travail de l'acier sans avoir connaissance de ce diagramme. Ce diagramme dit binaire est assez simple.il décrit les aciers et les fontes (fontes blanches et les fontes grises) mais on va s’intéresser surtout au diagramme métastable Fe-Fe3 (fer cémentite), qui est a la base des aciers, et des fontes blanches Le diagramme Al-Si (Aluminium- Silicium) qui constitue l’une des classes d’alliages légers avec de bonnes propriétés de fonderie : Aptitude du métal liquide à bien remplir Absence de formation de crique : Fissuration à chaud causée du métal. Bonne répartition de la porosité : Due au retrait qui accompagne la solidification. Températures de fusion relativement basses : Permettent oules métalliques réutilisables (des coquilles) dans lesquels on coule le ravité, soit sous pression. Les qualités d’alliages de fonderie : Dans ce type d’alliage, on va s’intéresser aux ALPAX qui sont des S13 (contenant 13% de Si). Parmi les applications de ce type d’alliage : Agriculture, alimentation, appareils ménagers, automobile, industrie aérospatiale, bâtiment, chimie, armes, etc... Diagramme Fe-C (fer carbone) Diagramme Al-Si (aluminium-silicium) 09/01/2016 TUDE PRATIQUE dessus qui sont d’une C est le diagramme de base. Il est difficile d'appréhender le travail de l'acier sans avoir connaissance de ce diagramme. Ce diagramme dit binaire est assez simple.il décrit les anches et les fontes grises) mais on va Fe3 (fer cémentite), qui Silicium) qui constitue l’une des classes d’alliages légers avec de bonnes propriétés de fonderie : Aptitude du métal liquide à bien remplir Fissuration à chaud causée Due au retrait qui d’employer des coquilles) dans lesquels on coule le Dans ce type d’alliage, on va s’intéresser aux ALPAX qui sont des S13 (contenant 13% de Si). Parmi les applications de ce type énagers, automobile, C (fer carbone) silicium) Rapport TP SDM Licence génie industriel FST Tanger 09/01/2016 6 Le diagramme Cu-Zn (Cuivre-Zinc) qui constitue l’une des classes des alliages lourds, connues sous le nom des laitons. Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc, dans des proportions variables qui influent sur la couleur finale : 44% de zinc, le laiton tire vers le blanc, 10% de zinc, le laiton tire vers le rouge du cuivre. Le laiton de couleur jaune-dorée se situe en proportion médianes. Le laiton est le plus uploads/Industriel/ rapport-sdm-new 1 .pdf