Un alliage est une combinaison d’un métal avec au moins un autre métal ou un non-métal. La combinaison doit faire partie d’une solution solide, d’un composé ou d’un mélange avec un autre métal ou non-métal pour qu’elle soit considérée comme un alliage. La façon la plus courante de combiner des métaux dans un alliage est de les faire fondre, de les mélanger, puis de les laisser se solidifier et refroidir à nouveau à température ambiante.
Pourquoi utilise-t-on des alliages ?
Les alliages métalliques sont utilisés parce qu’ils ont généralement des propriétés mécaniques ou chimiques améliorées. Des éléments d’alliage peuvent être ajoutés à un métal pour augmenter un certain nombre de propriétés, notamment la dureté, la résistance, la résistance à la corrosion, l’usinabilité et bien plus encore.
Quels sont les alliages courants ?
Les alliages sont si abondants dans toute l’industrie métallurgique qu’il y en a trop pour les énumérer. En fait, il est beaucoup moins probable de travailler avec un non-alliage, ou « métal pur ». Même l’acier doux à faible teneur en carbone – peut-être le matériau le plus fréquemment utilisé dans la fabrication des métaux – est un alliage de fer et de carbone. Un exemple d’alliage d’acier serait AISI 1018. La fonte est un autre alliage de fer et de carbone, avec des quantités encore plus élevées de carbone que l’acier doux.
L’aluminium est souvent allié à d’autres éléments également, ce qui lui donne les attributs requis pour l’application souhaitée. Par exemple, les aluminiums 6061 et 2024 ont des ajouts élevés de manganèse ou de cuivre, respectivement.
Les alliages peuvent également être extrêmement complexes. Les aciers inoxydables austénitiques, comme le grade 316, sont une synthèse de fer, de chrome, de nickel et de certains autres métaux et non-métaux. Le bronze (qui est lui-même un alliage de cuivre et d’étain) est souvent allié à des éléments tels que l’aluminium. La nuance C954 est un exemple d’alliage de bronze d’aluminium.
Les aciers à outils comme le D2 sont principalement constitués de fer, mais comportent de nombreux ajouts d’autres métaux et non-métaux tels que le chrome, le vanadium, le manganèse, le silicium et le carbone, en fonction des propriétés mécaniques souhaitées.
Quels sont les éléments d’alliage courants ?
Il existe une grande variété d’éléments d’alliage qui servent différents objectifs pour différents matériaux de base.
- Le chrome est un métal fréquemment utilisé pour aider les alliages à résister à la corrosion. Selon le matériau, il peut également augmenter la dureté et la résistance.
- Le nickel est un métal souvent ajouté aux matériaux pour augmenter la ténacité. Les aciers inoxydables austénitiques ont des ajouts élevés de nickel qui agit également comme un promoteur d’austénite.
- Le cuivre est un métal utilisé pour rendre les matériaux, tels que l’aluminium, durcissables par précipitation. Dans l’acier, le cuivre peut augmenter la résistance à la corrosion, mais peut diminuer la résistance à la corrosion de l’aluminium.
- Le manganèse est un métal généralement allié pour améliorer la résistance. Le manganèse seul en tant qu’élément d’alliage n’est pas très affecté par le traitement thermique, ce qui le rend approprié pour les applications à haute température.
- Le tungstène est un élément d’alliage métallique utilisé pour améliorer la résistance à l’usure (en particulier à haute température), la ténacité et la résistance.
- Le plomb est un élément d’alliage métallique qui est utilisé pour améliorer l’usinabilité.
- Le silicium est un élément d’alliage non métallique. Il est souvent utilisé comme désoxydant dans les métaux. Le silicium augmente également la résistance et peut réduire la température de fusion.
- Le carbone est un élément d’alliage non métallique qui est un élément nécessaire à la fabrication de l’acier. Les ajouts de carbone sont souvent utilisés dans les alliages d’acier et de fonte pour augmenter la résistance et la dureté.
Vous voulez en savoir plus sur les éléments d’alliage courants ? Consultez la partie 1 et la partie 2 de notre série » Éléments d’alliage courants « .
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