NICKEL

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Alliages de nickel

Le nickel est l'élément d'addition le plus répandu dans les alliages modernes, aussi bien à des teneurs élevées qu'aux teneurs moyennes ou faibles. L'addition de nickel dans les aciers et les alliages permet d'obtenir des matériaux qui sont de résistance mécanique plus élevée (aciers de construction), résistants à la corrosion (aciers inoxydables, nickel-cuivre, cupronickels), résistants à chaud (aciers réfractaires, superalliages), non fragiles à froid (aciers à 9 p. 100 de nickel) ou ayant des propriétés particulières de dilatation (ferronickels), de magnétisme (alliages à haute perméabilité magnétique, alliages pour aimants), etc.

Alliages à haute teneur en nickel

Alliages résistant à la corrosion

Le nickel pur a des caractéristiques mécaniques moyennes et résiste bien en milieu réducteur. L'addition d'autres éléments permet d'obtenir des alliages plus résistants mécaniquement et d'étendre leur domaine de résistance à la corrosion. Le chrome augmente sa tenue à la corrosion aux agents oxydants. Le molybdène ajouté seul ou conjointement au chrome augmente la tenue à la corrosion dans de nombreux milieux (sulfurique, chlorhydrique, marin). Le cuivre, soluble en toutes proportions dans le nickel, permet d'obtenir les alliages nickel-cuivre du type « Monel » et les cupronickels.

Alliages résistant à chaud

Les alliages de nickel résistant à l'oxydation à chaud et au fluage, dont les plus résistants d'entre eux sont appelés quelquefois superalliages, sont à base de nickel ou de nickel et de cobalt, durcis par des précipitations de phases intermétalliques ou de carbures qui renforcent la tenue à chaud de leur matrice. Le plus souvent, leur renforcement à haute température est obtenu par la précipitation de la phase Ni3(A1,Ti), appelée phase γ′. Plus récemment, le nickel et ses alliages résistant au fluage ont été encore améliorés grâce à une dispersion d'oxydes ou d'autres produits réfractaires.

Alliages cuivreux et divers

Cupronickels

Les cupronickels, d'abord utilisés pour la monnaie, sont maintenant utilisés, pour leur excellente tenue à la corrosion par l'eau de mer, dans les condenseurs et les échangeurs de chaleur à bord des navires ou dans les usines chimiques et pétroléochimiques, les raffineries de pétrole et les usines de dessalement de l'eau de mer. Les deux principaux types d'alliages contiennent 30 et 10 p. 100 de nickel avec des additions de fer et de manganèse.

Maillechorts

Les maillechorts sont des alliages cuivre-nickel-zinc qui, comme les cupronickels, sont utilisés depuis la plus haute antiquité (Packfong). Ces alliages, dont la principale nuance contient 18 p. 100 de nickel, sont blancs et ont des caractéristiques mécaniques et une tenue à la corrosion supérieures à celles des laitons. On les emploie pour des ressorts de contact, des relais et autres pièces de centraux téléphoniques, et en orfèvrerie.

Alliages divers

Le nickel entre dans la composition de nombreux alliages divers. Les cupro-aluminiums au nickel, dont la tenue à la corrosion en eau de mer est excellente, sont utilisés pour des hélices de navires, des pompes et des vannes. D'autres alliages contiennent de faibles additions de nickel (laitons, bronzes, alliages légers, etc.).

Aciers et fontes au nickel

Le nickel, ajouté comme élément d'alliage dans les aciers et les fontes, agit sur le diagramme fer-carbone et sur les transformations, les microstructures et les propriétés qui en découlent. Le nickel se dissout dans la ferrite, mais ne forme pas de carbures. Il abaisse le point de transformation alpha-gamma, agrandit le domaine austénitique et en augmente la stabilité.

Le nickel abaisse la température du point Ms et augmente la capacité de trempe des aciers. Ajouté en proportions importantes, il donne une structure austénitique stable. Il améliore également les caractéristiques mécaniques des alliages fer-carbone, quelle que soit la température.

Aciers de construction

Le nombre de nuances d'aciers de construction est très important (cf. acier - Technologie). Le nickel peut être ajouté seul, mais il est le plus souvent allié au chrome, au molybdène, au vanadium, etc. Ces aciers sont des aciers trempants, de cément [...]

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Propriétés physiques et mécaniques

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Nickel : caractéristiques mécaniques

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Utilisations du nickel dans le monde

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Nickel : pays producteurs et utilisateurs

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Pour citer l’article

Jacques GRILLIAT, Bernard PIRE, Michel RABINOVITCH, Jacques SALBAING, « NICKEL », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nickel/