Glossaire metallurgique

Acnis vous propose dans ce glossaire un résumé complet des termes métallurgiques, parfois complexe , qui vous permettrons de mieux comprendre les produits métalliques rapidement

LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES

Résistance à la Traction RM (Ultimate Tensile Strength)

La résistance à la traction ou résistance à la rupture, est la capacité du matériau à résister à une charge en traction, La Rm est la résistance maximale mesurée avant rupture. Elle est exprimée en Mégapascal MPa ou en N/mm² (Point B schéma dans le schéma striction ci dessous)

 

Résistance à la rupture, limite élastique RP 02 (Yield Strength)

La limite élastique est la limite de déformation du matériau de manière élastique (capacité à revenir à sa forme initiale). A partir de ce point la déformation est irréversible. Elle est exprimée en Mégapascal MPa ou en N/mm² (Point A  dans le schéma striction ci dessous)

Allongement A%

L’allongement A% est le coefficient d’allongement de la longueur de  l’éprouvette après rupture par rapport à sa longueur initiale.

 

Striction Z%

La striction Z% est le coefficient de réduction de la section de l’éprouvette après rupture (Dessin numéro 3)

striction
striction tensile test

La résilience

La résilience d’un matériaux mesure son  aptitude à la résistance aux chocs ; elle est caractérisée par l’essai de choc et s’exprime en joule par cm²

La dureté

La dureté est l’aptitude d’un matériau à la résistance à la pénétration, au poinçonnement.

Pour mesurer la dureté d’un matériau, un pénétrateur est enfoncé à la surface du matériau avec une force connue pendant un temps donné. Plus l’empreinte laissée est petite, plus le matériau sera dur.

Le Fluage

Le Fluage caractérise la déformation lente et progressive, sous faible charge, à température élevée d’un matériau.

LES PROPRIETES PHYSIQUES

Densité volumique g cm3

 

La masse volumique d’un matériaux est aussi appelée densité volumique de masse, qui est caractérisé  par  une grandeur physique qui caractérise la masse  de cette substance par unité de volume .On calcule la masse volumique d’un solide en divisant la mesure de sa masse (g) par celle de son volume (cm3) .

Quelques exemples :

L’eau : 0,998 g/cm3   –  Les aciers : de 7,5 à 8 g/cm3  – L’aluminium : 2,7 à 2,9 g/cm3  – Or : 19,3 g/cm3 – Le Titane : de 4,6 à 5g/cm3

 

 

Module E m/m-1

Le module de Young définit la raideur du métal,  sa déformation sous charge, sous contrainte du métal, sous la limite d’élasticité. A contrainte égale, un matériau ayant un module d’élasticité élevé subira une déformation plus faible qu’un matériau ayant un module d’élasticité petit.

Module de cisaillement

Le module de cisaillement est une grandeur physique intrinsèque à chaque matériau et qui caractérise les déformations causées par des efforts de cisaillement. On le qualifie aussi de module de Rigidité. Une valeur de module de cisaillement élevé indique qu’un solide est très rigide, a l’inverse un indice faible indique un matériau mou ou flexible.

Coefficient de Poisson

Le coefficient de Poisson permet de caractériser la contraction de la matière perpendiculairement a la direction de l’effort appliqué.

 

Conductivité thermique W.m

La conductivité thermique est la capacité d’un matériau  a diffuser la chaleur ou au contraire a la conserver

Plus le coefficient de  conductivité est élevé, plus le matériau laisse passer la chaleur.

Résistance électrique µΩ.cm

la résistance électrique d’un matériau est la capacité de celui ci  à s’opposer au passage d’un courant électrique sous une certaine tension. Les facteurs qui influent sur la résistance électrique est la longueur du produit, a son diamètre et a la nature du matériau.

Le calcul  de conversion : 1 ohm mètre [Ω·m] = 100000000 microhm centimètre [μΩ·cm]

Le coefficient de dilation K-1

Le coefficient de dilatation mesure l’augmentation relative de volume d’un matériau lorsque l’on  fait varier un seul paramètre (par exemple la pression ou la température…)

Chaleur spécifique J.kg-1

La mesure de la chaleur spécifique d’un solide. La chaleur spécifique Cp d’un corps (ou capacité thermique massique) est la quantité d’énergie à apporter pour élever d’un kelvin la température de l’unité de masse du corps. L’unité  est donc le joule par kilogramme-kelvin (J. kg1.

Granulométrie - taille de Grain

La taille de grain est définit par le Nombre  “G”.
La Base de la mesure : nombre de grains, dans une surface de référence,
Plus le grain est fin et plus le nombre est alors élevé,
Exemple : G >7 est très fin, G=5/6 est moyen et G<4 est trop gros.

LES ELEMENTS METALLURGIQUES

L'aluminium

L’aluminium est un excellent désoxydant. Associé à l’oxygène, réduit la croissance du grain en phase austénitique. Au-delà d’un certain seuil, il peut rendre l’acier inapte à la galvanisation à chaud.

Le Chrome

c’est l’élément d’addition qui confère à l’acier la propriété de résistance mécanique à chaud et à l’oxydation (aciers réfractaires). Il joue aussi un rôle déterminant dans la résistance à la corrosion lorsqu’il est présent à une teneur de plus de 12 à 13 % (selon la teneur en carbone). Additionné de 0,5 % à 9 % il augmente la trempabilité et la conservation des propriétés mécaniques aux températures supérieures à l’ambiante (famille des aciers alliés au chrome). Il a un rôle alphagène.

Le Cobalt

Le Cobalt est utilisé dans de nombreux alliages magnétiques. Provoque une résistance à l’adoucissement lors du revenu.

Le Manganèse

Le manganèse forme des sulfures qui améliorent l’usinabilité. Augmente modérément la trempabilité.

Le Molybdene

Le molybdène augmente la température de surchauffe, la résistance à haute température et la résistance au fluage. Augmente la trempabilité.

Le Nikel

Le nikel rend austénitiques (rôle gammagène) les aciers à forte teneur en chrome. Sert à produire des aciers de trempabilité modérée ou élevée (selon les autres éléments présents), à basse température d’austénitisation et à ténacité élevée après traitement de revenu. C’est l’élément d’alliage par excellence pour l’élaboration des aciers ductiles à basses températures (acier à 9 % Ni pour la construction des réservoirs cryogéniques, acier à 36 % Ni dit « Invar » pour la construction des cuves de méthaniers et des instruments de mesure de précision).

Le Niobium

Le niobium a le même avantage que le titane mais est beaucoup moins volatil. Il augmente fortement la trempabilité. Augmente la résistance à la corrosion. Peut contribuer à la fragilité de revenu.

Le Silicium

Le Silicium favorise l’orientation cristalline requise pour la fabrication d’un acier magnétique, augmente la résistivité électrique. Il Améliore la résistance à l’oxydation de certains aciers réfractaires. Utilisé comme élément désoxydant.

Le Titane

le titane a un  pouvoir carburigène élevé (comme le niobium) et réduit donc la dureté de la martensite. Il capture le carbone en solution à haute température et, de ce fait, réduit le risque de corrosion intergranulaire des aciers inoxydables (TiC se forme avant Cr23C6 et évite donc l’appauvrissement en chrome au joint de grain).

Le Tungstène

Le tungstène améliore la dureté à haute température des aciers trempés revenus. Fonctions sensiblement identiques à celles du molybdène.

Le Vanadium

Le Vanadium augmente la trempabilité. Élève la température de surchauffe. Provoque une résistance à l’adoucissement par revenu (effet de durcissement secondaire marqué).

Le Chrome - Cobalt

Le chrome Cobalt (Crco) est un alliage à base de cobalt, de densité plus élevée que les aciers inoxydables.  Il est résistant à la corrosion, à l’usure et à la chaleur. Il réunit aussi de bonnes propriétés mécaniques ainsi qu’une excellente tribologie. Sa faible teneur en carbone et une homogénéité de la répartition des carbures dans sa microstructure lui confèrent une très bonne aptitude au polissage.
Cet alliage est utilisé dans le secteur médical pour la fabrication de prothèses orthopédiques du genou, de la hanche et du rachis. Le CoCr offre une rigidité supérieure à celle du titane ou de l’acier inoxydable.
Cette nuance est aussi utilisée dans le secteur dentaire pour la réalisation de prothèses (bridges..).