Notions générales sur les Matériaux

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Élaboration des Matériaux :

Il existe différentes familles de matériaux : les métaux, les plastiques, les composites. Parmi les métaux on distingue les métaux purs et les alliages. Le métal le plus utilisé en industrie étant l’acier suivi par l’aluminium (alliage d’aluminium).

Elaboration des Métaux (Métallurgie):

Métallurgie est l’ensemble des procédés et des techniques d’extraction, d’élaboration, de mise en forme et de traitement des métaux et de leurs alliages.

Elaboration des Métaux Ferreux (Sidérurgie):

Elaboration de la fonte :

Sidérurgie est l’ensemble des procédés et des techniques de production de l’acier et de la fonte.

Acier = Fer + Carbone (0,03 à 2 %)

Fonte = Fer + Carbone (2,1 à 6,67 %)

On peut ajouter à l’acier ou à la fonte des éléments d’addition : Nickel, Chrome, Manganèse, Silicium….

La fonte s’obtient dans les hauts fourneaux à partir de minerai de fer et du coke (carbone). L’élévation de température conduit à la fusion de la charge et à la transformation chimique. Ce qui permet d’obtenir de la fonte liquide et des résidus : laitier et gaz.

Selon la teneur du carbone et les conditions de refroidissement, on distingue différents types de fontes :

  • Fontes grises Lamellaire (FGL), Sphéroïdales (FGS),
  • Fontes malléables à cœur blanc (FMB), noir (FMN),
  • Fontes blanches (FB).

Elaboration de l’acier :

L’élaboration de l’acier se fait:

  • A partir de la fonte liquide (fonte d’affinage).Le passage de la fonte liquide à l’acier nécessite une diminution de teneurs de carbone et d’enlever la totalité des impuretés (Convertisseur),
  • A partir de ferrailles par refusions au four électrique.

Elaboration des Métaux NON Ferreux :

Les métaux non ferreux, les plus connus sont le cuivre et l’aluminium, suivis par le plomb, le zinc, l’étain, le nickel ou encore le laiton.

Aluminium :

L’aluminium est un élément chimique, de symbole ‘Al’, de couleur argent, il représente en moyenne 8 % de la masse des matériaux de la surface solide de notre planète. L’aluminium est obtenu à partir d’un minerai appelé bauxite.

Cuivre :

Le cuivre est un élément chimique de symbole ‘Cu’. Naturellement présent dans la croûte terrestre, c’est un des rares métaux qui existent à l’état natif. On le trouve le plus fréquemment sous forme de sulfure (CuFeS2) ou de sulfo-sel (Cu3AsS4).

Il existe de très nombreux alliages de cuivre dont les plus connus sont : les bronzes, les laitons.

Elaboration des autres matières :

Matières plastiques

Un plastique est un mélange dont le constituant de base est une résine ou polymère, à laquelle on associe des adjuvants (plastifiants, anti -oxydants, …) et des additifs (colorants).

Les thermoplastiques :

Les thermoplastiques ramollissent sous l’effet de la chaleur. Ils deviennent souples, malléables et durcissent à nouveau quand on les refroidit. Comme cette transformation est réversible, ces matériaux conservent leurs propriétés et ils sont facilement recyclables.

Les thermodurcissables :

Les thermodurcissables sont des plastiques qui prennent une forme définitive au premier refroidissement. La réversibilité de forme est impossible car ils ne se ramollissent plus une fois moulés.

Les élastomères :

Les élastomères sont à la base des caoutchoucs.

Les céramiques

  • Céramiques traditionnelles : elles regroupent les ciments, les plâtres, …. Et les produits à base de silice.
  • Céramiques techniques : elles sont soit fonctionnelles, à« usage électrique », soit structurales, à usage mécanique.

Les matériaux composites

Ils sont composés d’un matériau de base (matrice ou liant) renforcé par des fibres, ou agrégats, d’un autre matériau.

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