ALLIAGES
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Diagrammes d'équilibres de phases
La description et l'étude des alliages binaires passent par un type de représentation classique : les diagrammes d'équilibres de phases. Quelques cas peuvent servir d'exemples.
La figure concerne le système cuivre (Cu)-tungstène (W). L'axe des abscisses représente la teneur de l'alliage en tungstène exprimée en atomes pour cent ou en poids pour cent ; la première échelle est utilisée dans les laboratoires de recherche tandis que la seconde est celle des industriels, qui préparent leurs alliages par pesée. L'axe vertical est gradué en température. L'ensemble donne donc une représentation de ce que sont les alliages CuW en fonction de la température et de la composition, sous réserve qu'ils soient à l'équilibre thermodynamique (ce point sera repris plus loin). On observe sur ce diagramme que les métaux ne s'allient pas. Le cuivre, à gauche, ne dissout pas plus de tungstène que le tungstène, à droite, de cuivre. Cela est vrai à l'état solide et encore presque vrai à l'état liquide puisque à 3 240 0C environ on trouve deux liquides L1 et L2 : l'un, du cuivre avec 4,1 atomes de tungstène pour 100, et l'autre, du tungstène avec 9 atomes de cuivre pour 100. La zone A correspond à la coexistence des deux métaux solides sans pénétration notable de l'un dans l'autre (démixtion totale à l'état solide), la zone B, au-dessus de la température de fusion du cuivre (1 084,87 0C), indique que, si le cuivre liquide dissout un peu de tungstène, ce dernier, toujours solide, reste pur (équilibre solide-liquide) ; enfin, la zone C, au-dessus du palier monotectique à 3 240 0C, est celle de la démixtion à l'état liquide des deux métaux. Le nombre de phases dans ce système est de quatre : le tungstène (W), le cuivre (Cu) et les deux liquides L1 et L2. Un point est à noter : les lignes sont en pointillés dans la figure, ce qui signifie, ici, qu'elles ne sont pas établies avec certitude. Il ne faut pas en conclure que leur détermination a été mal conduite, mais simplement que les [...]
Diagramme de phases du système cuivre (Cu)-tungstène (W). Ce diagramme est celui que l'on obtiendrait à une pression suffisamment élevée pour que toutes les phases soient maintenues à l'état condensé (d'après T. B. Massalski et al., 1990).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages
Écrit par :
- Jean-Claude GACHON : docteur d'état ès sciences physiques, professeur de métallurgie à l'université de Nancy-I
Classification
Autres références
« ALLIAGES » est également traité dans :
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
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ACIER
L'acier, alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte, est encore au milieu du xix e siècle un métal coûteux utilisé pour la fabrication d'outils de qualité. Avec le développement des chemins de fer et de l'armement, la nécessité d'une production en masse se fait sentir. Le premier procédé industriel de fabrication de l'acier date de 1856 ; il est dû à l'Anglais H […] Lire la suite
MANGANÈSE
Dans le chapitre « Usages » : […] En sidérurgie, en dehors de son rôle de désoxydant et de désulfurant des aciers, le manganèse est essentiellement un élément d'alliage qui permet d'augmenter la limite d'élasticité des aciers. Il abaisse la température de transformation de l'austénite en ferrite et permet ainsi d'éviter l'accumulation de cémentite aux joints de grains. Il joue aussi sur la structure de la perlite, en apportant de […] Lire la suite
ZINC
Dans le chapitre « Les alliages de zinc » : […] Les alliages de zinc sont surtout employés en fonderie sous pression. Les principaux sont les zamaks, qui contiennent 4 p. 100 d'aluminium, 0,04 p. 100 de magnésium et 1 p. 100 de cuivre ou pas du tout. Ces alliages sont caractérisés par un point de fusion relativement bas (385 0 C), une coulabilité excellente et une agressivité faible vis-à-vis de l'acier, ce qui permet d'obtenir de 200 000 à 40 […] Lire la suite
MÉTAL ARTS DU
Dans le chapitre « Les techniques » : […] Les études menées sur les métaux révèlent que les métaux purs ne sont utilisés que très rarement. Les alliages utilisés possèdent en effet une gamme de propriétés beaucoup plus vastes que les métaux. C'est ainsi qu'il a été possible de confirmer que les alliages à base de cuivre, et dans lesquels le cuivre est proportionnellement le plus important, sont les premiers alliages utilisés par l'homme […] 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
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
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
ÉLECTRO-AIMANTS
Dans le chapitre « Les matériaux ferromagnétiques » : […] Le fer de haute pureté est un excellent matériau magnétique (des perméabilités relatives μ r de 250 000 ont été obtenues avec des échantillons polycristallins recuits). Le taux de pureté commercial de ce matériau le rend très intéressant dans de nombreuses applications. L' acier (coulé ou forgé) est employé lorsque le circuit magnétique doit être soumis à des efforts mécaniques importants. L'aci […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean-Claude GACHON, « ALLIAGES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/