Alliage - Définition et Explications

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Exemples

Principaux alliages

Alliages de fer

  • fonte : fer + carbone (à plus de 2,1% et jusqu'à 6,7% en masse de carbone)
  • acier : fer + carbone (à moins de 2,1% en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) de carbone)(+ des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) éventuelles de Ni,Cr,Mo en faible pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une...) (<4%))
  • acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction...) inoxydable : fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) + carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) + nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) + chrome (Le chrome est un élément chimique de symbole Cr et de numéro atomique 24.), et parfois , molybdène (Le molybdène est un élément chimique, de symbole Mo et de numéro atomique 42.), vanadium (Le vanadium est un élément chimique, de symbole V et de numéro atomique 23.)
  • cuani : (2,7 de fonte et 2,8 de nickel)

Alliages de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre...)

  • bronze : cuivre + étain ; l'airain est l'ancien nom du bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain...)
  • laiton : cuivre + zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément...)
  • billon : cuivre + argent ; utilisé principalement pour frapper des monnaies de faible valeur

Alliages d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13....)

Ils sont aussi appelés alliages légers compte tenu de la masse volumique (La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par...) de l'aluminium comparée à celle des autres métaux.

Pour plus de détail voir les deux articles ci-dessous :

  • Alliages d'aluminium pour corroyage
  • Alliages d'aluminium pour fonderie (La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler...)

Alliages moins connus

  • alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) plomb-étain : pour la soudure
  • amalgame : mercure + un autre métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...), par exemple or ou cuivre ; le terme désigne également un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) de métaux utilisé pour les soins dentaires (« plombage »)
  • maillechort : cuivre + zinc + nickel
  • monel® ­­ (nom commercial) : nickel + cuivre
  • régule : étain ou plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...) + antimoine (L'antimoine est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Sb...)
  • zamak : zinc + aluminium + magnésium (Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.) + cuivre et autres « ZL » (composant principaux : zinc et aluminium)

Alliages pour des applications spécifiques

  • ferrotitanes : fer + 25 à 70%m de Ti + 4 à 10%m d'aluminium
  • TA6V : titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro...) + 6%m aluminium + 4%m vanadium, très utilisé dans l'industrie aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de...).
  • MCrAl : métal + chrome + aluminium + parfois de l'yttrium (L’yttrium est un élément chimique, de symbole Y et de numéro atomique 39....) (MCrAlY), alliages réputés pour leur bonne tenue mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) et résistance à la corrosion à haute température)
    • FeCrAl : fer + chrome + aluminium
    • NiCrAl : nickel + chrome + aluminium
  • superalliages à base nickel (par exemple les inconels) : bonne tenue mécanique et résistance à la corrosion à haute température (La corrosion à haute température est la dégradation des métaux par...)
  • intermétalliques : alliages ordonnés, respectant une stœchiométrie précise (mais des écarts à la stœchiométrie sont tolérés)
    • NiAl β : 50%at nickel + 50%at aluminium
    • FeAl B2 : 50%at fer + 50%at aluminium
    • TiAl : 50%at titane + 50%at aluminium
  • Les alliages présentant de faibles coefficients de dilatation (La dilatation est l'expansion du volume d'un corps occasionné par son réchauffement,...) (créés par Charles Édouard Guillaume)
    • Invar (36% de nickel, 0,4% de manganèse (Le manganèse est un élément chimique, de symbole Mn et de numéro atomique 25.), 0,1% de carbone, 63,5% de fer)
    • élinvar (Nivarox, Métélinvar, Isoval) (nickel, chrome, fer)
  • FeNiCo : le Kovar, un alliage fer / nickel / cobalt (Le Cobalt est un élément chimique, de symbole Co et de numéro atomique 27 et de...) destiné au scellement verre/métal ou céramique/métal

Structure

Alliage homogène

Un alliage homogène peut être ordonné (les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) de différentes natures suivent une alternance stricte) ou désordonné (les différents atomes occupent des places aléatoires).

Alliage ordonne desordonne.png

En général, on a un métal majoritaire, les autres métaux sont appelés « éléments d'alliage ». Les atomes des éléments d'alliage peuvent prendre la place des atomes du métal majoritaire, on parle alors de « substitution » ; ils peuvent aussi se glisser entre les atomes de l'alliage majoritaire, on parle d'« insertion ». Lorsqu'un métal est présent en faible teneur dans un alliage, on parle souvent de solution solide. Alliage solution solide.png

Alliage hétérogène

Lorsque la teneur en élément d'alliage augmente, on peut avoir formation de deux phases : une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) contenant peu d'éléments d'alliage, et une phase à forte teneur en éléments d'alliage. Les cristallites à forte teneur sont appelés « précipités ».

Alliage precipite.png

Les précipités sont souvent des alliages ordonnés, que l'on appelle « intermétalliques ». Les intermétalliques ainsi formés sont parfois par la suite étudiés en tant qu'alliages propres, comme un nouveau matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...), et on essaie d'en produire en tant que tel et non plus en tant que précipités.

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