ALLIAGES

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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 [...]

Système cuivre-tungstène

Dessin : Système cuivre-tungstène

Dessin

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). 

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Système cuivre-tungstène

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Système cadmium-plomb

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Système zirconium-hafnium

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Système titane-nickel

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Écrit par :

  • : docteur d'état ès sciences physiques, professeur de métallurgie à l'université de Nancy-I

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Pour citer l’article

Jean-Claude GACHON, « ALLIAGES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/