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LES MATÉRIAUX ● Les Aciers ● Les Fontes ● Les alliages d'Aluminium ● Les alliag

LES MATÉRIAUX ● Les Aciers ● Les Fontes ● Les alliages d'Aluminium ● Les alliages de Cuivre ● Symboles chimiques ● Influence des éléments d'addition Les Aciers ● Diagramme Fer-Carbone ● Désignation selon l'emploi ● Les aciers non alliés ● Les aciers faiblement alliés ● Les aciers fortement alliés Diagramme Fer-Carbone Diagramme Fer-Carbone Fer α : Il a une structure cristalline cubique centrée qui n’existe qu’en dessous de 906°C. Ne dissout pratiquement pas le carbone. Il est très malléable. Fer γ : Il a une structure cristalline cubique à face centrée qui n’existe qu’entre 906°C et 1400°C. Il dissout facilement le carbone Diagramme Fer-Carbone Ferrite : C'est une solution solide (dans la structure cubique centrée) d'un ou de plusieurs éléments dans le fer α. C'est du fer pratiquement pur qui ne contient que des traces de carbone (0.008%) à température ambiante. Sa solubilité maximale est de 0.02% en masse à 727°C. Elle n'est pas très dure (Hv :80 à 100), peu tenace (Rm=300N/mm²), mais elle est très ductile (A=35% après rupture). Diagramme Fer-Carbone Austénite : C’est une solution solide de carbone dans le fer γ qui peut dissoudre jusqu'à 1,7% de C. C'est une solution solide de carbone (ou de plusieurs éléments) dans le fer γ , elle peut dissoudre jusqu'à 1.7%. C'est le constituant intermédiaire de durcissement par trempe, après chauffage (austénitisation) et avant refroidissement (trempe). Elle est assez douce et assez facile à usiner. Elle possède un coefficient de dilatation élevé et une bonne résistance à l'usure. Martensite: C'est une solution solide d'insertion sursaturée de carbone dans le Fer γ. C'est le constituant de trempe le plus dur (HV=800), mais il est fragile. Elle est obtenue par refroidissement rapide et de ce fait pénètre plus ou moins au cœur de la matière. Elle est très dure, difficilement usinable et assez fragile Diagramme Fer-Carbone Diagramme Fer-Carbone Eutectoïde: C'est une transformation de phase solide-solide à température constante. Elle a lieu à 727°C pour 0,85% de Carbone Elle transforme l'austénite en perlite (ferrite + cémentite) Eutectique: C'est une transformation de phase à température constante. Le matériau se comporte comme un corps pur. Les aciers peuvent être désignés selon leur emploi et leurs caractéristiques mécaniques ou physiques Désignation selon l'emploi Lettre Signification de la lettre Signification du nombre S Acier de construction Valeur minimale de la limite d'élasticité en N/mm² E Acier de construction mécanique Valeur minimale de la limite d'élasticité en N/mm² B Acier à béton Valeur minimale de la limite d'élasticité en N/mm² Si l'acier est moulé, la désignation est précédé d'un G Les aciers non alliés Un acier non allié est un acier exclusivement constitué de fer et de carbone (les aciers non alliés peuvent contenir du manganèse la teneur étant inférieure à 1%) Ces aciers non alliés sont désignés par la lettre C suivi d'un chiffre représentant le centuple de la teneur en carbone Exemple: C 45 Cet acier non allié (C) possède une teneur en carbone de 0,45 % Si l'acier est moulé, la désignation est précédé d'un G Les aciers non alliés Application: % C > 0,5% Aciers utilisés pour des pièces avec de grandes dureté, de bonne résistance à l'usure. Exemple d'application: RESSORT: C60 0,3% < % C < 0,5% Aciers utilisés pour les traitements thermiques « classiques » : trempe, revenu % C < 0,3% Aciers utilisés pour la cémentation (apport de carbone en surface de la pièce puis trempe pour un durcissement superficiel en gardant une bonne tenacité à coeur) Les aciers faiblement alliés Ce sont des aciers dont la teneur de chaque élément d'addition est inférieur à 5 % et dont la teneur en manganèse est inférieure à 1% Ces aciers sont désignés par: - Un chiffre représentant le centuple de la teneur en carbone. - Les symboles chimiques des éléments d'alliage dans l'ordre décroissant de leur teneur. - Les teneurs des éléments d'alliage sont multiplié par un facteur dépendant du matériau. Eléments Facteur Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4 Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr 10 Ce, N, P, S 100 B 1000 Si l'acier est moulé, la désignation est précédé d'un G Les aciers faiblement alliés Exemple: 20MoCr5 - Acier faiblement allié posséde une teneur en carbone de 0,2 % . - La teneur en molybdéne est de 0,5 % - Il y a des traces (non quantifiées) de chrome. G18NiCrMo6 - Acier faiblement allié est moulé et posséde une teneur en carbone de 0,18 % - La teneur en Nickel est de 1,25 % . - Il y a des traces (non quantifiées) de chrome et de molybdéne Les aciers faiblement alliés Exemple d'application: 100 Cr 6 Acier pour roulement à billes Ce sont des aciers pour traitements thermiques. Les éléments d'addition améliorant les caractéristiques mécaniques, la résistance à la corrosion, le comportemet des matériaux face aux traitements thermiques (voir l'influence des éléments d'addition) Les aciers fortement alliés Ce sont des aciers dont la teneur d'un au moins des éléments d'addition est supérieur à 5 % Ces aciers sont désignés par: - La lettre X - Un chiffre représentant le centuple de la teneur en carbone. - Les symboles chimiques des éléments d'alliage dans l'ordre décroissant de leur teneur. - Les teneurs des éléments d'alliage séparées par un trait d'union. Si les aciers désignés sont moulés, leur désignation est précédé d'un G Les aciers fortement alliés Exemple : X6 Ni Cr Ti 17-12 - Cet acier fortement (X) allié posséde une teneur en carbone de 0,06 % - Il est allié à du nickel (Ni) du chrome (Cr) et du titane (Ti). - La teneur en nickel est de 17 % (17). - La teneur en chrome est de 12 % (12). - Il y a des traces (non quantifiées) de titane . Les aciers fortement alliés Aciers inoxydales austénitiques: X 6 Cr Ni Ti 18-10 Nickel-chrome: ductilité, résilience, mauvaise usinabilité. Ils sont utilisés pour les cuves, réservoirs, pièces embouties Aciers inoxydales ferritiques: X6 Cr 17 Chrome: toujours ductile,faible résilience, mauvaise usinabilité. Ils sont utilisés pour l'équipement ménager, décoration Aciers inoxydales martensitiques: X30 Cr 13 Chrome: forte résilience, trempable, forgeable, bonne usinabilité. Ils sont utilisés pour l'industrie mécanique Les Fontes ● Les fontes à graphite lamellaire ● Les fontes à graphites sphéroïdales ●Les fontes malléables Les fontes à graphite lamellaire la désignation de fontes à graphite lamellaire est composée de : - Le préfixe EN suivi d'un tiret - Les lettres GJL qui représente la fonte à graphite lamellaire - Un tiret - Un nombre correspondant à la résistance minimale à la rupture par extension en MPa. Exemple : EN- GJL-250 Cette fonte à graphite lamellaire posséde une résistance à la traction d'au moins 250 Mpa . Les fontes à graphite sphéroïdale la désignation de fontes à graphite sphéroïdale est composée de : - Le préfixe EN suivi d'un tiret - Les lettres GJS qui représente la fonte à graphite sphéroïdale - Un tiret - Un nombre correspondant à la résistance minimale à la rupture par extension en MPa. - Un tiret - Un nombre correspondant au % d'allongement après rupture. Exemple : EN- GJS-500-7 Cette fonte à graphite sphéroïdale posséde une résistance à la traction d'au moins 500 Mpa et une valeur minimale d'allongement de 7%. Les fontes malléables la désignation de fontes malléables est composée de : - Le préfixe EN suivi d'un tiret - Les lettres GJM qui représente la fonte malléable - la lettre W pour le coeur blanc (white) ou la lettre B pour le coeur noir (black) - Un nombre correspondant à la résistance minimale à la rupture par extension en MPa. - Un tiret - Un nombre correspondant au % d'allongement après rupture. Exemple : EN- GJMW-450-7 Cette fonte malléable à coeur blanc posséde une résistance à la traction d'au moins 450 Mpa et une valeur minimale d'allongement de 7%. Les alliages d'Aluminium ● Les alliages d'aluminium moulés ● Les alliages d'aluminium corroyés Alliage d'Aluminium moulé la désignation de l'aluminium moulé est composée de : - Le préfixe EN suivi d'un espace - La lettre A qui représente l'aluminium - La lettre B qui représente les produits moulés - Un tiret puis le code numérique - Les symboles chimiques de l'aluminium puis des éléments d'addition suivi de leur teneur. Ces éléments sont classés par ordre décroissant de leur teneur. Exemple : EN AB-2110 [AlCu4MgTi] Cet aluminium est moulé est composé d'aluminium , de 4 % de cuivre, de trace de magnésium et de titane (moins de 1 %) Alliage d'Aluminium corroyé Le corroyage est une opération consistant à déformer une pièce avec allongement (forgeage, laminage, etc...) à chaud ou à froid afin d'obtenir une pièce de la forme désirée. La désignation de l'aluminium moulé est composée de : - Le préfixe EN suivi d'un espace - La lettre A qui représente l'aluminium - La lettre W qui représente les produits corroyés - Un tiret puis le code numérique - Les symboles chimiques de l'aluminium puis des éléments d'addition suivi de leur teneur. Ces éléments sont classés par uploads/Ingenierie_Lourd/ designation-des-materiaux.pdf