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Matriaux :Dsignation normalise

Cours

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Matriaux dfinis dans ce cours :- Aciers- Fontes- Aluminium et ses alliages- Cuivre et ses alliages- Thermoplastiques- Thermodurcissables- Elastomres- Cramiques- Matriaux composites.

Choix dun matriau

Le choix dun matriau dpendde plusieurs critres :- Caractristiques mcaniques : limite lastique, masse, duret, rsilience - Caractristiques physico-chimiques : comportement la corrosion, vieillissement- Caractristiques de mise en uvre: usinabilit, soudabilit, trempabilit - Caractristiques conomiques : prix, disponibilit, exprience industrielle

Masse volumique

Proprits lectriques :

Proprits thermiques :

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1. Les aciers (Fer + 0.08 1% de Carbone)

Les aciers sont des alliages de fer et de carbone avec ventuellement des lmentsdaddition.

Classification par emplois

La dsignation commence par la lettre S pour les aciers dusage gnral et par la lettre E pour les aciers de constructionmcanique. Le nombre qui suit indique la valeurminimale de limite lastique en Mga Pascals.Exemples :S235 (acier dusage gnral, de limite lastique235MPa)E320(acier de construction mcanique, de

limite lastique 320MPa)Sil sagit dun acier moul, la dsignation estprcde de la lettre G .

Classification par composition chimique

Aciers non allis.Ils contiennent une faible teneur en carbone. Ils sont trsutiliss en construction mcanique. La majorit est disponiblesous forme de lamins marchands (profils, poutrelles, barres,) aux dimensions normalises.Utilisation : ce sont des aciers dont llaboration na pas tconduite en vue dune application dtermine.Dsignation : la lettre C suivie du pourcentage de carbonemultipli par 100.Exemple :C 35(acier avec 0.35% de carbone)

Aciers faiblement allisPour ces aciers, aucun lmentdaddition ne dpasse 5% en masse.

Utilisation : ils sont choisis lorsquelon a besoin dune haute rsistance.Dsignation :- un nombre gal 100 fois la teneuren carbone,- les symboles chimiques deslments daddition dans lordre desteneurs dcroissantes,- les teneurs des principaux lmentsdaddition multiplis par 4, 10, 100 ou1000 (voir tableau ci-contre)

- ventuellement, des indicationssupplmentaires concernant lasoudabilit (S), laptitude au moulage(M), ou la dformation froid (DF).

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Exemple :35 Cr Mo 4S(acier avec 0.35% de Carbone, 1% de chrome, moins de 1% de Molybdne.Cet acier est soudable)

Aciers fortement allis

Les aciers fortement allis possdent au moins un lmentdaddition dont la treneur dpasse 5% en masse.Utilisation : ces aciers sont rservs des usages particuliers.Par exemple, dans un milieu humide, on utilisera un acierinoxydable qui est un acier fortement alli avec du chrome (%chrome > 11%)Dsignation :

- La lettre X ,- Un nombre gal 100 fois la teneur en carbone,- Les symboles chimiques des lments daddition dans

lordre des teneurs dcroissantes,- Dans le mme ordre, les teneurs des principaux

lments.

Exemple :X6 Cr Ni Mo Ti 17-12(acier fortement alli avec 0.06% de Carbone, 17% de Chrome,12% de Nickel, du Molybdne et du Titane (moins de 12%))

X4 Cr Mo S 18(acier fortement alli avec 0.04% de Carbone, 18% de Chrome, duMolybdne et du Soufre (moins de 18%))

2. Les fontes (Alliage de fer avec 1.67% 4.2% de Carbone)

Les fontes sont alliages de fer et de carbone. Elles ont une excellente coulabilit. Ellespermettent donc dobtenir des pices de fonderie (pices moules) aux formes complexes.Elles sont assez fragiles (cassantes), difficilement soudables et one une bonne usinabilit.

Les fontes Graphite Lamellaire

Les fontes graphite lamellaire, appeles fontes

grises sont trs utilises car elles :- Sont conomiques,- Amortissent bien les vibrations,- Ont une bonne coulabilit et usinabilit,- Sont peu oxydables,- Ont une bonne rsistance lusure par

frottement,- Rsistant bien aux sollicitations de compression.

Utilisation : carters, btis, blocs moteur, pices auxformes complexes,

Dsignation : aprs le prfixe EN , les fontes sont dsignes par le symbole GJL suivi de la valeur en MPa (mga Pascals) de la rsistance minimale la rupture parextension.Exemple :EN-GJL-300 (fonte graphite lamellaire de rsistance Re mini = 300MPa)

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Les fontes mallables Graphite Sphrodale

Les fontes graphite sphrodale sont obtenues paradjonction dune faible quantit de magnsiumavantmoulage. Elles sont plus lgres et ont une meilleure

rsistance mcanique que les fontes grises.

Utilisation : triers de freins, culbuteurs, vilebrequins,tuyauteries soumises hautes pressionsDsignation : aprs le prfixe EN, les fontes sont dsignes par le symbole (GJMW,GJMB, GJS) suivi de la valeur en mga Pascals de la rsistance minimale la rupture parextension et du pourcentage de lallongement aprs rupture.Exemple :EN-GJS-400-18 (fonte graphite sphrodale de rsistance Re mini = 400MPaet dallongement A% = 18)

3. Laluminium et ses alliages

Laluminium est obtenu partir dun minerai appel bauxite. Ilest lger (densit = 2.7), bon conducteur dlectricit et dechaleur. Sa rsistance mcanique est faible, il est ductile etfacilement usinable. Il est trs rsistant la corrosion.

Utilisation : aronautique du fait de sa lgretDsignation : la dsignation utilise un code numrique. Il peutventuellement tre suivi par une dsignation utilisant les

symboles chimiques.

Exemple :EN-AW-2017 (Al Cu 4 Mg Si) (alliage daluminium avec 4% de cuivre, du Magnsiumet du Silicium (moins de 4%))

4. Le cuivre et ses alliages

Il existe de trs nombreux alliages de cuivre dont les plus connus sont : les bronzes, leslaitons, les cupro-aluminiums, les cupronickels et les maillechorts.

Les laitonssont faciles usiner et ont une bonne rsistance la corrosion. Ils peuventtre mouls ou forgs. Ils sont utiliss pour les pices dcolletes, tubes, Les bronzesont une bonne rsistance la corrosion, un faible coefficient de frottement etsont faciles mouler. Ils sont utiliss pour raliser, entre autre, les coussinets et baguesde frottement.

Dsignation : cest un code numrique. Il peut ventuellement tre suivi par unedsignation utilisant les symboles chimiques.Exemple :CW612N (Cu Zn 36 Pb 3) (alliage de cuivre avec 36% de Zinc et 3 % de Plomb)

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5. Les polymres ou matires plastiques

Un plastique est un mlange dont le constituant de base est une rsine ou polymre, laquelle on associe des adjuvants (plastifiants, anti-oxydants, ) et des additifs (colorants,ignifugeants).

Les thermoplastiquesTrs nombreux, ils sont les plus utiliss. Ilsramolissent et se dforment la chaleur. Ils peuventtre refondus et remis en uvre un grand nombre defois.Exemples : ABS, PMMA, PTFE, PP

Les thermodurcissablesIls ne ramollissent pas et ne se dforment pas

sous laction de la chaleur. Une fois crs, il nestplus possible de les remodeler par chauffage.Exemples : EP (araldite), UP (polyester).

Les lastomres ou caoutchoucsOn peut les considrer comme une famille supplmentairede polymres aux proprits trs particulires. Ils sontcaractriss par une trs grande lasticit.

6. Les cramiques

Elles sont trs dures, trs rigides, rsistent la chaleur, lusure, aux agents chimiques et la corrosion mais sont fragiles.

Cramiques traditionnellesElles regroupent les ciments, les pltres, . Et les produits base de silice.

Cramiques techniques

Elles sont soit fonctionnelles, usage lectrique , soitstructurales, usage mcaniqueou thermomcanique.

Utilisation : fibre optique(silicium), outils de coupe

(carbures), joints dtanchit,isolants, filtres,

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7. Les matriaux composites

Ils sont composs dun matriau debase (matrice ou liant) renforc pardes fibres, ou agrgats, dun autrematriau.En renfort, on utilise la fibre de verre(conomique), la fibre de carbone(plus coteuse) et enfin les fibresorganiques (kevlar).