Résumé de cours « Généralité sur les matériaux »
Martin Benjamin Publié sur http://www.ifrance.com/espace-prepa/
Caractéristiques mécaniques des matériaux Les qualités mécaniques
– Fabrication Malléabilité: mou, qu’on peut écraser Ductilité: qu’on peut mettre sous forme de fil Fusibilité: propriété de passer à l’état liquide Fluidité: sous forme liquide, il coule bien – Fonction Ténacité:résiste bien à l’allongement Dureté: ne se laisse pas facilement entamer, plier, tordre, couper, qui n’est pas tendre Élasticité: si on tire dessus, il revient à l’état initial Conductibilité: électrique ou thermique
Les caractéristiques mécaniques
Elles sont déterminées par des essais mécaniques normalisés
Les essais mécaniques
Essais de traction: détermine ?e, ?r, ?, ? Essais de résilience:détermine K (résistance aux chocs) Essais de dureté: détermine H (par la méthode de Brinell (bille), Vicier (pyramide), Rockwell (cône) Essais de fatigue: détermine ?D
Les traitements des matériaux
Traitements mécaniques: écrouissage Traitements thermiques: trempe, retenu, recuit Traitements thermochimiques: _ cémentation: on dépose du carbone _ nitruration: on dépose de l’azote _ couchesulfurée _ dépôt de chrome ou de nickel
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Classification des métaux Les métaux
– Métaux ferreux (magnétiques) Base: fer + carbone + éléments d’addition (nickel, chrome,…) Aciers: pourcentage de carbone inférieur à 1.7% Fontes: pourcentage de carbone compris entre 1.7 et 6.67% Il y a des aciers: _ d’usage général _ pour traitement thermique _ alliés _ à graphites laminaires (FGL) = fonte grise_ alliées _ malléables (FM) _ FGS _ blanches
Il y a des fontes:
– Métaux non ferreux Aluminium: Il est toujours utilisé en alliage. Ses propriétés sont: la légèreté, l’inaltérabilité, la bonne conductibilité thermique et électrique et il est très recyclable. Les alliages d’aluminium sont moulés ou forgés (façonner de façon plastique). Les grandes familles sont: _ les duralumins (carrésistants) _ les duralinox (pour l’alimentaire) _ l’alpax (pour la moulure)
Cuivre: Il est toujours sous forme d’alliage. On l’utilise pour sa conductibilité. Les alliages de cuivre sont: _ le bronze (pour les pièces de frottement) _ le laiton (car bien moulable) _ le maillechort (pour le moulage en décoration) _ Le cuproplomb _ Le cupro-aluminium Zinc: Il est utilisé pour le revêtement, en tôle, oupour la galvanisation (on recouvre de zinc), et sous forme d’alliage. Ils sont toujours moulés. Les alliages sont: _ le zamak (pour les pignons et les fermetures éclairs) _ le kayem (pour les outils d’emboutissage et les moules d’injection)
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Magnésium: Il est utilisé en additif ou en alliage (pièces légères et moulables) Plomb: Il est malléable et utilisé en alliage pour sa densité Nickel: Ilest utilisé en additif (surtout avec l’acier) ou en alliage (pour la décoration ou les pièces de monnaie). Titane: C’est un matériau réfractaire (il résiste à la chaleur). Il est utilisé en alliage.
Les non métalliques
– Verre: _ plat _ contenant _ technique
– Plastique: _ thermoplastique: se déforme en chauffant _ thermodurcissable: en chauffant il bouillit (devient noir) _ élastomère: aune grande déformation à froid (caoutchouc) – Bois: _ planche _ meuble _ papier – Matériaux de construction: _ béton _ brique _ plâtre _ tuile – Cuir – Textile: _ coton _ lin _ laine _ synthétique Remarque: on utilise de plus les composites
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Désignation des matériaux Les aciers (ferreux)
– Acier non allié (au carbone) Aciers non alliés d’usage général (70% des aciers) Ils sont caractériséspar une faible teneur en carbone, ce sont les plus utilisés. Propriétés spécifiées: ténacité, formabilité, grosseur de grain… Désignation: Lettre (S, E, etc.)représentant la classe, suivie de la limite élastique à la traction en MPa ou N/mm². S’il s’agit d’un acier moulé la désignation est précédée de la lettre G. Exemple GE 335, GS 235. S355 NL Classe S: acier de construction Non moulé NL…