LES MATERIAUX 1 MENGIS THIBAULT STAERCK PHILIPPE STEHLIN
LES MATERIAUX 1 MENGIS THIBAULT STAERCK PHILIPPE STEHLIN FRANCK
Les caractéristiques 2 Les matériaux sont choisis en fonction de leurs caractéristiques mécaniques et de leur coût. Pour les déterminer on fait différents essais : - traction : mesure leur élasticité et leur ténacité. - torsion : définit les limites d’élasticité et de rupture. - résilience : résistance à la rupture lors d’un choc. - dureté : résistance à la pénétration d’un objet dans le matériau. - Autres : malléabilité, ductibilité, fluage…
Les matériaux 3 Les métaux : - Les ferreux - Les non ferreux Les polymères. Autres matériaux : céramique, composite, fritté.
Les métaux ferreux 4 LES ACIERS LES FONTES
Les aciers 5 Différents aciers Non alliés Peu alliés Faiblement alliés De base De qualité Spéciaux dont : Construction mécanique Outils inoxydables
Les fontes 6 Alliages Fer – Carbone Teneur en carbone entre 2, 5 et 6 % Peu malléable et très dures Différentes familles : Blanche A graphite Austénitique Malléables
Les métaux non ferreux 7 L’ALUMINIUM LE ZINC LE MAGNÉSIUM
L’aluminium et ses alliages 8 Composé de Bauxite Couleur gris clair Bonne conduction thermique et électrique, malléable et inoxydable. La plus faible masse volumique. Peut être utilisé dans l’aéronautique et dans le secteur automobile.
Le zinc et ses alliages Métal de couleur blanche S’oxyde a l’air libre, mais produit une mince couche protectrice résistant aux agents chimiques. Déposé sur Acier, on obtient de l’acier galvanisé résistant a la rouille. Utilisé en construction mécanique avec de l’aluminium et du cuivre. 9
Le magnésium et ses alliages 10 Métal blanc argenté Utilisé dans l’industrie automobile et aéronautique pour des raisons de légèreté. Allié avec de l’aluminium, du zinc ou du manganèse. Forte élasticité.
Les matériaux polymères 11 LES POLYMÈRES ADJUVANTS ET ADDITIFS LES THERMOPLASTIQUES LES THERMODURCISSABLES ÉLASTOMÈRES LES CAOUTCHOUCS CARACTÉRISTIQUES DES POLYMÈRES
Les matériaux polymères 12 Du grec « pollus » = plusieurs et « meros » = parties Matière plastique = résine de base + adjuvants + additifs résine : composée de longues chaines de polymères
Adjuvants et additifs 13 renforts : diminuent le coût, augmentent la résistance mécanique. pigments : donnent la couleur du plastique. ignifugeant : retardant la propagation des flammes. plastifiant : permettent de rendre la résine souple et élastique.
Les thermoplastiques 14 Les thermoplastiques se déforment et sont façonnables sous l'action de la chaleur et gardent cette forme en refroidissant. Ils peuvent être fondus puis remodelés sans perdre leurs propriétés. Thermoplastiques de grande diffusion. Thermoplastiques techniques. Thermoplastiques de hautes performances.
Les thermodurcissables 15 Les thermodurcissables prennent leur forme définitive au premier refroidissement, la réversibilité est impossible.
Les caoutchoucs 16 Peuvent être considérés comme des polymères Vulcanisation : procédé ou on rajoute du souffre a l’élastomère et on fait ensuite cuire le tout. Propriétés du caoutchouc : résistance à la traction résistance au déchirement rebond élastique résistance à la fatigue résistance à la chaleur
Les élastomères 17 Simplicité de mise en œuvre des thermoplastiques Même propriétés que le caoutchouc Augmentation de certaines caractéristiques du matériaux en fonction de la résine de base utilisée.
Caractéristique des polymères 18 Avantages : - état physique variable : liquide, solide, mousse - une bonne résistance aux agents chimiques - une mise en forme facile - une densité faible (de 1 à 2. 2 et les mousses<0. 5) - résistivité électrique élevée - isolant acoustique - isolant thermique Inconvénients : - des propriétés mécaniques faibles en général. - une limitation de l’utilisation à une température limitée (100 à 300°C)
les autres matériaux 19 LES CÉRAMIQUES - FABRICATION LES MATÉRIAUX COMPOSITES LES MATÉRIAUX FRITTÉS - DÉSIGNATION
Les céramiques 20 Les céramiques sont connues depuis 22 millénaires. Elles sont inorganiques (= non polymériques) et non métalliques. Propriétés : résistance à haute température et à l'usure, inertie chimique, ténacité, propriétés électriques… Elles sont employées en construction (lavabos, briques, ciments…), mais aussi aux domaines techniques (détecteurs de fumées, fibres optiques, capteurs piézoélectriques…)
Les céramiques - Fabrication 21 le coulage pour les poudres dispersées dans un liquide ou le pressage pour les poudres sèches. le mécanisme de consolidation de ces particules unes avec les autres en chauffant le matériau est appelé frittage. Exemples de matériaux céramiques techniques : l'Alumine : Al 2 O 3 la Zircone : Zr. O 2 l'0 xyde de Magnésium : Mg. O le Carbure de Silicium : Si. C le Nitrure de Silicium : Si 3 N 4 le Nitrure d'Aluminium : Al. N le Nitrure de Bore : BN
Les matériaux composites 22 Ils se composent de 2 parties : Le renfort : il assure la tenue mécanique. La matrice : elle assure la cohésion de la structure et la retransmission des efforts vers le renfort. distingue 3 catégories : les composites à matrices organiques (CMO), les composites à matrices céramiques (CMC), les composites à matrices métalliques (CMM).
Les matériaux frittés 23 Le frittage consiste à comprimer une poudre métallique dans un moule et à la chauffer. La pièce ainsi obtenue est ensuite traitée de manière thermique et/ou chimique. Avantage : coût faible pour les grandes séries.
Les matériaux frittés - Désignation 24 La lettre F (frittage) ou les lettres FJ (frittage avec infiltration) qui désignent la méthode de fabrication, Ø Le symbole abrégé de l’élément principal, Ø Le symbole abrégé des éléments d'addition suivi de leur teneur en %, Ø La masse volumique du produit multipliée par 10. Ø Exemple : FU-E 10 -64 Cette pièce est obtenue par frittage (F) d'un alliage de cuivre (U) et de 10 % d'étain (E 10). Cette pièce en bronze à une masse volumique de 6, 4 g/cm³.
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