Caractéristiques spécifiques des matériaux

Les matériaux et leurs caractéristiques spécifiques

-Généralement de l’acier, mais tous matériaux s’usine

Principales caractéristiques de chaque métaux;

Aluminium et ses alliages
  • Avantages : légèreté (faible densité), résistance à la corrosion ;
  • inconvénients : impact environnemental (la réduction consomme énormément d’électricité et utilise de la soude, minerai en relativement faible disponibilité), mauvaise tenue en température, prix ;
  • utilisation : pour structures légères (menuiserie alu), aviation.
Argent, or, alliage or-argent
  • Avantages : grande malléabilité et ductilité, résistance à la corrosion ;
  • inconvénients : faible résistance mécanique, prix, impact environnemental (rejets de mercure de l’orpaillage sauvage, faible disponibilité) ;
  • utilisation : joaillerie, conducteur d’électricité (câble de hi fi ; pour l’or : électronique ; pour l’argent : contacteurs, encres et pâtes conductrices), monnaie, dorure ou argenture ; pour l’argent : brasure, miroirs.
Chrome
  • inconvénients : rejets toxiques (chrome VI)
  • utilisation : pour recouvrir les pièces d’acier (acier chromé, chromage dur) : esthétique et résistance à la corrosion.
Cuivre, laiton, bronze
  • Avantages : faciles à fabriquer (basses températures de fusion), résistant à la corrosion (vert de gris),
  • utilisation : inconvénients : prix.

Cuivre :

  • Avantages : bonne conductivité électrique et thermique, malléable et ductile (cuivre pur), eutectique avec le phosphore, l’étain et l’argent (brasure) ;
  • utilisation : câbles électriques (pur à 99,999 %), échangeurs de chaleur, tuyauterie sanitaire, casseroles (obsolète).

Bronze (cuivre + étain) :

  • Avantages : faibles coefficients de frottement, résistance usure, plus dur que le cuivre ;
  • utilisation : pièces mécaniques de frottement (coussinets pour palier lisse[3]), statues, cloches, toitures (obsolète), premier métal utilisé pour les armes et les outils à la préhistoire.

Laiton (cuivre + zinc)

  • Avantages : plus dur que le cuivre, facile à usiner ;
  • inconvénient : relativement fragile ;
  • utilisation : éléments de décoration, instruments de précision, robinetterie, poignées de porte, plaques de cabinet (avocat, médecin, …), filigranes (inclusions dans le papier), douilles de munition.
Étain
  • Avantages : faible température de fusion, ductile et malléable ;
  • inconvénients : faible tenue mécanique ;
  • utilisation : pour fabrication de petites pièces moulées, brasure (brasage tendre[4] en plomberie, électronique), étamage (pour contacts électriques), vaisselle et décoration.
Fer, aciers, fontes
  • Avantages : abondant, bon marché, résistance mécanique, propriétés magnétiques ;
  • inconvénients : sensible à la corrosion (rouille) ;
  • utilisation : éléments de structure, pièces mécaniques.
Graphite
  • Avantage : très bonne tenue en température, s’usine facilement ;
  • inconvénients : brûle, fragile ;
  • utilisation : résistances de fours industriels, électrodes pour four à arc (acier électrique), électroérosion, moteurs électriques (balais ou « charbons ») et réactions chimiques, lubrifiant solide, dessin (fusain, crayon à papier), ralentisseur de neutrons (modérateur de réacteur nucléaire), composant de matériaux composites, absorbeur et filtre (charbon actif ou activé).

Magnésium

  • Avantage : léger ;
  • inconvénient : brûle ;
  • utilisation : mèches pour aluminothermie (procédé de soudure), flash pour photographie (obsolète), pièces légères (aéronautique, automobile, appareils portables).
Nickel
  • Avantages : résiste à la corrosion, réfractaire, propriétés magnétiques ;
  • inconvénients : cher, lourd, possibilité d’allergie, de cancers (inhalation) ;
  • utilisations : pièces de monnaie (francs français), turboréacteurs, chaudières et nucléaire (superalliages à base nickel Inconels), alliages fer-nickel (invar : faible coefficient de dilatation thermique), alliages cuivre-nickel (cupronickels : bonne résistance à la corrosion marine, soudable), cathodes d’accumulateurs (batteries cadmium-nickel, nickel-hydrures de métal).

Nickel-chrome, ou nichrome (80 % de nickel, 20 % de chrome) :

  • Avantages : résiste à la corrosion, réfractaire ;
  • inconvénients : cher, lourd, possibilité d’allergie, de cancers (inhalation) ;
  • utilisations : couronnes et inlay-cores dentaires, résistances chauffantes, systèmes d’allumage pyrotechniques.

Superalliages « Inconels » :

  • Avantages : résiste à la corrosion, ductile, grande plage de températures (-20 à 800 °C selon les alliages) ;
  • inconvénients : cher, lourd, possibilité d’allergie, de cancers (inhalation) ;
  • utilisations : chaudières, cuves de centrales nucléaires.
Platine
  • Avantages : résistant à la corrosion, propriétés magnétiques ;
  • inconvénients : prix ;
  • utilisation : étalon mètre (obsolète), thermocouples (mesure de température), catalyseurs dans l’industrie chimique, creusets, alliage nickel-osmium (implants médicaux), filament de briquet à alcool.
Plomb
  • Avantage : facile à fondre, à mettre en forme ;
  • inconvénients : lourd, toxique (saturnisme) ;
  • utilisations : fusibles, tuyauterie (obsolète), fonderie de figurine (obsolète), scellés, munitions.
Titane
  • Avantages : léger, bonne résistance mécanique, bonne résistance à la corrosion, résistance à l’abrasion ;
  • inconvénients : prix ;
  • utilisations : objets légers (cadres de vélo haut de gamme), aéronautique, aérospatiale, implants dentaires, prothèses, tubes de forage pétrolier.
Tungstène
  • Avantages : dur, haute température de fusion ;
  • inconvénient : lourd ;
  • utilisation : billes de stylographes, filaments d’ampoules à incandescence (bientôt obsolète), armes (DIME : dense inert metal explosive), collage de verre sur métal, électrode de soudure (procédé TIG : tungsten inert gas), contact de disjoncteurs à haute tension (résiste à la chaleur de l’arc électrique).
Zinc
  • Avantage : facile à fondre, à mettre en forme ;
  • inconvénients : ;
  • utilisations : pour protéger l’acier contre la corrosion (anode sacrificielle, galvanisation), étanchéité des toitures, gouttières, zamak (alliage de zinc, d’aluminium et de magnésium, pour pièces moulées).

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