ALLIAGES
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Les alliages représentent une illustration matérielle du vieux dicton « l'union fait la force ». L'homme a toujours cherché des matériaux plus performants à l'utilisation, plus faciles à fabriquer ou à mettre en œuvre et plus économiques. Les alliages métalliques sont particulièrement importants dans la société humaine, et ce depuis l'Âge du bronze. Les métaux de grande pureté (99,99 p. 100 en poids du métal, ou mieux) n'ont pas, dans l'ensemble, d'utilisation pratique en dehors de la distribution d'électricité (cuivre, aluminium) ; cela est dû à leurs propriétés très médiocres, sauf en ce qui concerne les conductivités électrique et thermique, d'autant meilleures que le métal considéré est plus pur. Les impuretés, malgré la connotation péjorative du mot, durcissent les métaux et, pour peu qu'elles soient judicieusement choisies et dosées, permettent d'améliorer sensiblement les possibilités d'emploi de ces métaux ainsi que, souvent, les conditions de leur élaboration et leur mise en œuvre.
C'est la raison d'être de ces associations de substances à l'échelle atomique ou moléculaire appelées alliages, qui furent d'abord métalliques, puis débordèrent le domaine de la métallurgie pour toucher la chimie organique et la science des céramiques.
La fonte de fer, alliage de fer et de 2 à 5 p. 100 en poids de carbone, exemple type, même s'il est particulier (le carbone n'est pas un métal), permet de réaliser de nombreux objets qui vont du bâti de machine-outil au bras de suspension d'automobile en passant par les tuyaux d'adduction d'eau ou de gaz. Cette même fonte commence à fondre à 1 150 0C environ, tandis que le fer pur n'a aucune application dans la vie quotidienne mais fond à 1 538 0C. Cela explique, au moins partiellement, qu'on rencontre dans les usines sidérurgiques des dispositifs (poches ou mélangeurs) permettant de stocker la fonte liquide en grande [...]
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Écrit par :
- Jean-Claude GACHON : docteur d'état ès sciences physiques, professeur de métallurgie à l'université de Nancy-I
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ACIER - Technologie
L'acier est un alliage de fer et de carbone renfermant au maximum 2 p. 100 de ce dernier élément. Il peut contenir de petites quantités d'autres éléments incorporés, volontairement ou non, au cours de son élaboration. On peut également y ajouter des quantités plus importantes d'éléments d'alliage ; il est considéré alors comme un acier allié . La teneur en carbone de certains de ces aciers alliés […] Lire la suite
AIMANTS
Dans le chapitre « Matériaux à aimants permanents » : […] Parmi les différentes méthodes de classement que l'on peut adopter pour exposer les propriétés des nombreux matériaux à aimants permanents, la plus naturelle est de former des groupes basés sur l'origine de l'hystérésis magnétique et sur la valeur du champ coercitif d'induction. Le classement ainsi établi correspond à des modes de préparation et à des propriétés physiques et mécaniques assez bien […] Lire la suite
ALUMINIUM
Dans le chapitre « Les alliages d'aluminium » : […] L'aluminium pur a des emplois limités, sauf pour les conducteurs ; dès l'origine, on a cherché à faire des alliages, pour avoir des caractéristiques mécaniques plus élevées. La symbolisation employée ici est celle qui a été adoptée par l'Organisation internationale de normalisation (I.S.O.), fondée sur les symboles chimiques. Par exemple, Al-Cu 4 MgSi désigne le « duralumin » qui renferme en moye […] Lire la suite
ANTIMOINE
Dans le chapitre « Emploi dans les alliages » : […] Près de la moitié de la production mondiale annuelle (qui s'élève à 70 000 t environ) est consommée comme élément durcissant dans les alliages à base d' étain et surtout de plomb. Les plaques des batteries d'accumulateurs, qui doivent présenter une grande résistance, sont constituées de plomb allié à environ 6 p. 100 d'antimoine. Ce dernier confère en plus une meilleure coulabilité et une meille […] Lire la suite
ARGENT, métal
Dans le chapitre « Applications industrielles de l'argent et de ses sels » : […] La ductilité, la conductivité et la malléabilité sont les qualités physiques de l’argent de plus en plus sollicitées avec la miniaturisation de l’électronique. Les principaux usages de l’argent concernent : – l’électronique en tant que conducteur (téléphones mobiles, ordinateurs, équipements électroniques, cellules solaires, etc.) ; – les usages bactéricides (nanotechnologies, industrie du textile […] Lire la suite
ARTISANAT DU BRONZE (Gaule préromaine)
Dans le chapitre « Une prouesse technique : le bronze torsadé » : […] Au début du v e siècle apparaissent des objets très caractéristiques : des torques et des bracelets à joncs torsadés. Leur fabrication a donné naissance à une polémique parmi les archéologues. Pour certains, la régularité et le resserrement des spires excluaient l'utilisation du moule à la cire perdue qui nécessite le façonnage d'un modèle en cire par torsion. Pour d'autres, la rotation d'une bar […] Lire la suite
AVIATION - Avions civils et militaires
Dans le chapitre « Structure et matériaux » : […] La structure de la cellule est conçue pour résister aux efforts qui s'exercent sur l'avion au cours des différentes phases du vol et pour toute sa durée de vie (de l'ordre de 40 000 h de vol), tout en étant aussi légère que possible, et cela pour un coût pas trop élevé. D'autres impératifs tels que la sécurité et la facilité d'effectuer la maintenance impliquent que, d'une part, la structure ne so […] Lire la suite
BÉRYLLIUM
Dans le chapitre « Applications » : […] Le béryllium possède des particularités qui lui ont fait jouer un rôle important dans la physique moderne. Il est de tous les métaux celui qui absorbe le moins les rayons X (17 fois moins que l'aluminium). L' alliage à 62 p. 100 de béryllium et 38 p. 100 d'aluminium, à module d'élasticité élevé, s'emploie dans les missiles. L'alliage mère d'aluminium et de 10 p. 100 de béryllium est utilisé en fon […] Lire la suite
BISMUTH
Dans le chapitre « Les alliages » : […] Le bismuth sert à préparer un certain nombre d'alliages, souvent eutectiques, qui peuvent être classés selon leurs emplois. Alliages à bas point de fusion : ils sont surtout utilisés comme fusibles de sécurité dans les obus de gaz liquéfiés ou comprimés (chlore, ammoniac) pour éviter leur explosion en cas de surchauffe accidentelle ou dans la lutte contre l'incendie pour obturer des colonnes d'e […] Lire la suite
BRONZE & FER, âges
Dans le chapitre « Le bronze et l'âge du bronze » : […] Le cuivre et l'arsenic constituent un alliage naturel plus dur que le seul cuivre. Cette qualité a non seulement été remarquée à l'âge du cuivre, mais probablement provoquée. Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain dont la proportion approximative est de un pour dix ; le nouvel alliage est plus fluide quand il est en fusion et plus dur quand il est froid. La qualité des pièces obtenues est […] Lire la suite
BRONZES ANTIQUES
Dans le chapitre « Problèmes techniques » : […] En ce qui concerne les problèmes techniques, des fouilles continuent à apporter des données nouvelles, en cours d'interprétation, par exemple pour la grande statuaire grecque à Olympie, à Corfou et à Rhodes, à Alésia et en Hongrie pour les petits objets romains. L'étude des objets montre de plus en plus que la technique très simple de la cire perdue, encore utilisée aujourd'hui dans plusieurs part […] Lire la suite
CADMIUM
Dans le chapitre « Alliages » : […] Les alliages contenant du cadmium peuvent être subdivisés en trois groupes : alliages où le cadmium est le métal de base et l'élément majeur, alliages avec addition importante de cadmium et alliages avec faible addition de cadmium. […] Lire la suite
CHIMIE - Histoire
Dans le chapitre « La chimie des matériaux » : […] Ce domaine recouvre une partie de l'ancienne chimie minérale, dans la mesure où il concerne les problèmes liés aux métaux et aux non-métaux ainsi qu'une part de la traditionnelle chimie organique, avec notamment l'étude des polymères. Depuis le dernier quart du xx e siècle, la chimie du solide ne se contente plus de créer et d'étudier des matériaux modèles, mais s'intéresse aux solides réels, a […] Lire la suite
CHROME
Dans le chapitre « Usages » : […] Le métal pur sert à recouvrir pour les protéger le fer, les aciers, le cuivre et divers alliages : c'est l'opération du chromage qui donne une surface brillante susceptible d'un beau poli, résistant bien à la corrosion. Il entre dans la composition d'aciers spéciaux et de nombreux alliages. On utilise pour la construction mécanique des aciers contenant un faible pourcentage de chrome et de nick […] Lire la suite
COBALT
Dans le chapitre « Alliages » : […] Les alliages de cobalt sont extrêmement nombreux et complexes, ce qui rend impossible l'établissement d'une classification pratique d'après leur composition. On les distingue en gros d'après leur emploi. Les superalliages sont des alliages réfractaires spéciaux destinés aux turbines à gaz et aux turboréacteurs. Non forgeables, ils sont le plus souvent moulés (Refractaloy, Udimet). Certains aci […] Lire la suite
CONSTANTAN
Alliage de cuivre et de nickel caractérisé par une résistance électrique pratiquement indépendante de la température, et convenant donc à la construction de résistances électriques. Le cuivre et le nickel étant deux métaux parfaitement isomorphes, ils sont donc miscibles à l'état liquide en toutes proportions. La courbe des conductivités de l'alliage, en fonction de la proportion de cuivre et de n […] Lire la suite
CORROSION
Dans le chapitre « Corrosion des alliages » : […] D'un point de vue pratique, de nombreux alliages présentant à la fois de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à la corrosion ont été développés. Il serait très satisfaisant de pouvoir prévoir les effets d'une addition métallique sur les caractéristiques de la tenue à la corrosion d'un alliage dans des conditions données. Dans le cas de l'oxydation, par exemple, on peut évaluer l' […] Lire la suite
CUIVRE
Dans le chapitre « Laitons » : […] Les laitons sont des alliages à base de cuivre et de zinc ; ils renferment de 5 à 45 p. 100 de zinc et, éventuellement, divers autres éléments en faibles proportions destinés à améliorer certaines propriétés. Selon leur composition, les laitons peuvent être soit moulés, soit travaillés à chaud ou à froid. Ils sont utilisés sous forme de tôles, de bandes droites ou roulées, de barres, de tubes, de […] Lire la suite
DÉCOUVERTE DES QUASI-CRISTAUX
Dan Shechtman, Ilan Blech, Denis Gratias et John W. Cahn découvrent en 1984, dans des alliages d'aluminium et de manganèse obtenus par trempe rapide, un ordre atomique présentant une symétrie pentagonale incompatible avec la périodicité spatiale caractéristique des cristaux. Cette découverte déclenche une vive controverse et Linus Carl Pauling (Prix Nobel de physique en 1954) met une ardeur parti […] Lire la suite
Voir aussi
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- ACIERS ALLIÉS
- ACIERS INOXYDABLES
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Pour citer l’article
Jean-Claude GACHON, « ALLIAGES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/