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Classification des matériaux


LES METAUX

LES ACIERS AU CARBONE
Constitués à base de Fer leur teneur en carbone ne dépasse généralement pas 0,2%.
Une augmentation de la teneur en carbone augmente la fragilité du métal, et diminue sa soudabilité.

LES FONTES
Les fontes sont principalement des alliages ternaires Fe-C-Si qu'on ne met en forme que par moulage.
En ajoutant au moment de la coulée, 0,1% de magnésium, le graphite qui se forme au cours de la solidification prend la forme de nodules sphériques au lieu de lamelles, ce qui améliore considérablement la ductilité et la ténacité du matériau.
Leurs propriétés mécaniques sont alors aussi bonnes que l'acier.
La fonte GS est utilisée pour la fabrication de carters de pompes, de corps de vannes ou de tuyaux.

LES ACIERS INOXYDABLES
Constitués de Fer, Nickel et Chrome, ils sont employés pour:
- leur résistance à la corrosion en milieu acide faible (acides organiques, industrie alimentaire)
- leurs résistance mécanique à chaud (températures supérieures à 400°C) comme à froid (températures inférieures à -40°C)

LES ALLIAGES REFRACTAIRES
Ils sont destinés à des usages à haute température et des milieux agressifs (air, gaz de combustion, sels fondus...).
Ils doivent particuliérement résister à l'oxydation et au fluage.
Ces alliages sont à base de Fer, Chrome, Nickel et Cobalt.

LES ALLIAGES D'ALUMINIUM
Grace à une couche d'oxyde superficielle, ils résistent bien à l'oxydation atmosphérique.
Leur facilité de mise en oeuvre, leur faible résistance mécanique, leur faible poids les destine particulièrement à la confection de stockages à pression atmosphérique et de citernes de transport.

LE TITANE
Grace à la formation d'un film d'oxyde protecteur, la résistance à la corrosion du titane et de ses alliages est excellente et supérieure à celle des aciers inoxydables.
Il est insensible aux chlorures et peu sensible à la corrosion caverneuse et par piqûre.
Sa tenue mécanique reste bonne jusque vers 700°C.
Le titane non allié est utilisé dans les industries chimiques et cryogéniques.

LE TANTALE
Le Tantale est le plus résistant chimiquement et le plus coûteux des métaux utilisés dans les industries de procédé.
C'est un métal qui lui même réagi facilement avec de nombreux réactifs, mais se couvre d'une couche d'oxyde (Pentoxyde Ta2O5) particulièrement adhérente et résistante qui lui confère une remarquable résistance aux agresseurs chimiques.

LES HASTELLOYS
Nom commercial d'une série d'alliages développés par Haynes, ils se déclinent en plusieurs types dont les plus courants dans les industries de procédé sont:
- Hastelloy B pour les millieux acides non oxydants
- Hastelloy C pour les millieux acides oxydants

LES MATIERES PLASTIQUES

Obtenus par polymérisation de molécules appelées monomère.

THERMOPLASTIQUES
Les macromolécules forment des chaînes linéaires non reliées entre elles.
Une élévation modérée de la température provoque la fusion du matériau.

THERMODURCISSABLES
Les macromolécules obtenues par condensation de monomère polyfonctionnels forment un réseau tridimentionnel.
Ils sont amorphes (ne peuvent pas cristalliser) et sont infusibles.

ELASTOMERES
Les macromolécules forment des chaînes linéaires, reliées entre elles par des pontages (réticulations) plus ou moins nombreux qui autorisent des déformations limitées.
Les propriétés mécaniques des élastomères dépendent de leur degré de réticulation.

ADJUVANTS
Il ont pour rôle de modifier les propriétés du polymère de base auquel il sont ajouté.
On distingue les:

- Stabilisants:
Permettent de retarder, ralentir ou inhiber les processus de dégradation physique ou chimique du polymère pendant sa mise en oeuvre ou son utilisation.
Exemples: antioxygènes, antiultraviolets

- Plastifiants:
Augmentent la souplesse du polymère.

- Lubrifiants:
Améliorent les propriétés de frottement au cours de l'utilisation de la pièce, ou au cours de la mise en oeuvre du polymère pour fabriquer la pièce.

- Antistatiques:
Réduisent l'accumulation de charges électrostatiques à la surface des pièces.
Ils améliorent la conductibilité électrique du matériau.

- Ignifugeants:
Rendent plus difficile l'inflammation et la combustion du matériau.

- Renforts:
Permettent d'améliorer une ou plusieurs propriétés mécaniques du polymère qui sert alors de matrice.
Exemples: fibres de verre, de carbone ou de polyamide, billes de caoutchouc...

LES CERAMIQUES

Elles sont utilisées pour:
- leur résistance mécanique à températures élevées (>1000°C),
- leur caractère isolant thermique,
- ou leur inertie chimique en milieu acide notament.

Les réfractaires ne sont pas attaqués par les métaux fondus, mais peuvent l'être par d'autres oxydes (des laitiers).
On distingue:
- les laitiers acides au contact desquels il faut employer des réfractaires acides
- les laitiers basiques nécessitant l'emploi de réfractaires basiques

Les REFRACTAIRES ACIDES sont constitués de silice (SiO2) et d'alumine (Al2O3).
Deux phases cristallines peuvent être présentes, en fonction de la proportion de silice et d'alumine.
- la MULLITE (3Al203-SiO2)
- la CRISTOBALITE (SiO2)
La silice est souvent sous forme vitreuse, dégradant les propriétés mécaniques du matériau.
Plus la teneur en alumine sera élevée, plus grande sera la proportion de mullite, et meilleure sera la tenue à chaud du réfractaire.

Les REFRACTAIRES BASIQUES contiennent une proportion importante d'oxydes de magnésium et de calcium.
Les principaux réfractaires sont la magnésie (MgO), la dolomie (MgO et CaO) et des mélanges de chromite (FeCr2O4) et de magnésie.
Les réfractaires isolants se caractérisent par une porosité importante accompagnée d'une résistance mécanique faible.


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