Objectifs :
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable :
- de décrire l'importance des opérations d'élaboration sur les caractéristiques et le comportement des aciers,
- de rechercher le meilleur compromis "coût/niveau de sollicitation" dans le choix du demi-produit et du procédé de transformation de l'acier,
- d'expliquer, à partir des diagrammes d'équilibre, TTT et TRC, le rôle des principaux traitements thermiques des aciers,
- de décrire l'influence de la microstructure sur les caractéristiques de l'acier.
De plus, il pourra :
- expliquer le rôle des traitements thermochimiques des aciers et leurs intérêts,
- définir les notions de trempabilité et de durcissement associé dans un acier,
- citer les autres particularités de comportement des aciers,
- expliquer l'importance de l'utilisation des diagrammes TTT et TRC dans le choix des gammes de réalisation des TTh.
Ce cours présente l'ensemble
des connaissances théoriques de base permettant de mieux appréhender les mécanismes
de transformations au chauffage et au refroidissement des aciers.
Ensuite, il décrit les particularités
des aciers (trempabilité, fragilité, transition, ...).
Le cours suivant permettra
d'étudier en détail chaque famille.
Objectifs :
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable :
- d'expliquer la désignation conventionnelle des principales familles d'aciers alliés,
- de comparer les caractéristiques typiques statiques et dynamiques des principales familles d'aciers alliés,
- de donner, pour chaque famille d'acier allié, les domaines d'application des traitements thermiques,
- d'expliquer l'influence des traitements thermiques et des éléments d'addition sur les caractéristiques et les particularités de comportement des principales familles d'aciers alliés,
- de citer les domaines d'utilisation des principales familles d'aciers alliés.
Résumé :
Ce cours explique en premier
lieu la désignation des principales familles d'aciers alliés.
Ensuite est abordée l'influence
des traitements thermiques et des éléments d'addition sur les caractéristiques
mécaniques et sur les particularités de comportement. Pour chaque
famille d'aciers alliés des tableaux permettent de se rendre compte de leur
performance spécifique.
Objectifs :
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable :
- de différencier les deux techniques d'élaboration des alliages d'aluminium,
- de décrire les procédés de transformation,
- d'expliquer les mécanismes de durcissement et les traitements thermomécaniques associés,
- de définir les risques principaux liés aux traitements thermiques.
Métal précieux au siècle dernier car il était
difficile à élaborer, l'aluminium et ses alliages sont aujourd'hui des
matériaux industriels très performants et présentant une large gamme de propriétés
et de caractéristiques.
Les alliages NON TREMPANTS (séries 1000, 3000 et 5000) permettent par la
combinaison des effets :
-
du durcissement de solution solide,
-
du durcissement d'écrouissage,
-
de l'adoucissement ou de la restauration par traitement thermique de
recuit,
d'obtenir une plage étendue de dureté, allant de l'état recuit à plasticité
maximale et dureté minimale jusqu'à l'état extra-dur à dureté maximale et
plasticité minimale.
Les alliages TREMPANTS (séries 2000, 6000 et 7000) permettent par la
combinaison des effets :
-
du durcissement structural (obtenu à la suite d'un cycle de traitements
thermiques),
-
de l'opération d'écrouissage (permettant de modifier certaines
caractéristiques),
de générer des matériaux couvrant une large gamme de propriétés pour un niveau
de résistance globalement plus élevé que celui des alliages NON TREMPANTS.
Objectifs :
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable :
- d'expliquer la désignation de la composition chimique et des états de livraison des alliages d'aluminium de fonderie et de corroyage ;
- de comparer les caractéristiques typiques statiques et dynamiques des principales familles d'alliages d'aluminium ;
- de décrire, pour chaque famille, les cycles de traitements thermomécaniques assurant le durcissement ;
- d'expliquer l'influence des éléments d'addition et des différents traitements thermomécaniques sur les caractéristiques et sur les particularités de comportement des principales familles d'alliages d'aluminium.
Résumé :
Le grand nombre de nuances
d'alliages d'aluminium dans chaque série (développées pour des besoins précis,
puis améliorées par de nouvelles techniques d'élaboration et de traitements)
rend le choix très laborieux.
Mais en contrepartie cette richesse en terme de matériau et de traitements
permet de répondre le plus précisément possible aux cahiers des charges.
Pour ces deux raisons, dans la phase de sélection qui doit déboucher sur un
choix, il est indispensable pour le concepteur de se référer à des documents
officiels (normes, guides de choix, ...) et éventuellement de contacter les
experts matériaux de l'entreprise.
Objectifs :
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable :
- de comparer les caractéristiques et les propriétés des alliages et matériaux métalliques abordés dans ce chapitre (alliages de magnésium, de béryllium, à base de nickel, à base de cobalt, à base de molybdène et matériaux composites à matrice métallique) à celles des matériaux métalliques classiques que sont les aciers, les alliages d'aluminium et de titane,
- de décrire les principaux avantages et les limites de ces matériaux qui, quoique peu ou pas utilisés dans le Groupe, présentent une forte potentialité d'emploi.
Résumé :
L'utilisation des alliages de
magnésium est fortement intéressante pour les pièces de fonderie ouvragées. La
métallurgie des alliages de magnésium évolue dans le sens d'un meilleur
comportement en corrosion. Leur mise au point a nécessité le développement de
nouveaux procédés de fonderie sous vide et basse pression permettant d'assurer
une bonne homogénéité du matériau (santé mieux contrôlée) et une bonne
répétitivité des caractéristiques. La tendance est de les utiliser forgés ou
matricés.
Le faible développement du
béryllium s'explique probablement par les difficultés de mise en œuvre et par
le prix très important des demi-produits, que ce soit en barres frittées filées
ou en tôles laminées.
Les limites d'emploi des alliages
à base Nickel ont probablement été atteintes et les exigences, de plus en plus
élevées en température, nécessiteront la mise au point de matériaux plus
sophistiqués. Néanmoins, le coût de mise en œuvre et de développement est tel
pour ces nouveaux matériaux que les alliages à base nickel resteront longtemps
très compétitifs dans le domaine des pièces chaudes.
Les alliages à base cobalt sont
peu utilisés, plus pour des raisons économiques que techniques.
Les CMM (Composites à Matrice
Métallique) représentent une large famille de matériaux et de nombreuses
applications aéronautiques peuvent être envisagées avec des composites à
matrice en alliage d'aluminium et en alliage de magnésium.
Deux grandes familles de matériaux se dégagent :
- les composites à renfort discontinu (particule ou trichite) qui sont élaborés
soit par métallurgie des poudres, soit par voie semi-liquide,
- les matériaux renforcés de fibres longues pour lesquels la fonderie moyenne
pression sous vide semble être la voie la plus prometteuse.
Pour la première famille (renfort discontinu), le principal créneau d'application
est celui des pièces dimensionnées en rigidité en remplacement des pièces
métalliques actuelles.
En ce qui concerne la famille des matériaux renforcés de fibres longues, les
applications potentielles sont plus nombreuses.
Si l'on excepte les pièces de satellites pour lesquelles on recherche une haute
stabilité dimensionnelle et qui pourraient être réalisées par soudage
diffusion, la voie la plus prometteuse pour les pièces courantes serait la
fonderie moyenne pression sous vide.
Pour ces pièces renforcées localement ou totalement, le principal créneau
d'application est le remplacement de pièces métalliques fortement sollicitées
aujourd'hui réalisées en alliage de titane ou en acier.