Structure des alliages non ferreux, propriétés, utilisations, exemples

Le Alliages non ferreux Ce sont ceux qui n'ont pas dans leur composition le métal de fer. Par conséquent, il ne comprend aucun des types d'aciers, et sa base principale peut être celle de tout autre élément métallique; comme l'aluminium, l'argent, le cuivre, le béryllium, le magnésium, le titane, etc.

Contrairement à dense dense, idéal pour le support métallique des bâtiments et des câbles des ponts, les alliages ferreux sont généralement plus légers et résistants à la corrosion. D'ici au nombre de ses applications augmente de façon exponentielle, chacun exigeant un type d'alliage spécifique, avec une composition métallique exacte.

Sculpture en bronze: un exemple d'alliage non ferreux. Source: Pixabay.

L'un des alliages non ferreux les plus anciens et les plus connus de l'histoire est le bronze et le laiton. Les deux ont du cuivre comme base métallique, avec la différence que dans le bronze, il est principalement mélangé avec de l'étain, et en laiton avec du zinc. Selon leurs combinaisons et leur composition, les bronzes et les cuivres peuvent survenir avec de larges propriétés.

Et entrant dans le présent moderne, les alliages qui composent les appareils électroniques sont en essence non ferreuse. De même, les véhicules et les avions les plus sophistiqués sont fabriqués de ces alliages, pour conférer une résistance au poids le plus bas possible.

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Structures d'alliages non ferreux

Chaque métal présente ses propres structures cristallines, qui peuvent être de type HCP (hexagonal compact), CCP (CUBIC compact) BCC (cubique centrée sur le corps) ou autres.

Lors de la fusion et du soudage dans une solution solide qui cristallise ensuite, les atomes de tous les métaux s'unissent à travers la liaison métallique, et les structures résultantes sont ajoutées ou modifiées.

Par conséquent, chaque alliage à une certaine composition aura ses propres structures cristallines. C'est pourquoi les étudier, les termes des phases sont utilisés plutôt (normalement désignés comme α et β), représentés graphiquement dans un diagramme de phase basé sur des variables telles que la température, la pression et la composition.

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À partir de ces diagrammes de phase, il peut être prédit à quelle température l'alliage non ferreux d'un système formé par deux métaux ou plus fondera, ainsi que la nature de ses phases solides.

Supposons la paire d'argent en argent. L'analyse de son diagramme de phase, des informations physiques et structurelles des alliages multiples avec différentes combinaisons de cobre argenté (10% AG et 90% Cu, 25% AG et 75% Cu, etc. peuvent être extraites, etc.). De toute évidence, les métaux doivent être solubles les uns aux autres afin qu'ils puissent se cristalliser dans un alliage homogène.

Propriétés

Les propriétés des alliages non ferreux sont très divers. Pour les aciers, il n'est pas très difficile à généraliser, car ils présentent une synergie des propriétés du fer avec celles du carbone de fer. D'un autre côté, les propriétés des alliages non ferreux dépendent principalement de la base métallique.

Par exemple, si les alliages sont en aluminium ou en magnésium, les deux métaux légers, il devrait être léger. Si le titane, un métal le plus dense, se mélange à tout autre métal léger, l'alliage résultant doit être un peu plus léger et plus flexible.

S'il est connu que le cuivre et l'or sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, alors leurs alliages doivent offrir un travail moins cher, moins doux et plus résistant aux travaux mécaniques et à la corrosion.

Si toutes les propriétés et caractéristiques peuvent être généralisées, ce type d'alliages devrait être: moins dense, mécaniquement plus résistant par rapport à son poids, plus inerte face à l'oxydation causée par son environnement, déformable, hautement conducteurs de chaleur et électricité. Pour le reste, il y a ses nombreuses exceptions.

Applications

Aluminium

Ce sont des alliages très légers, et donc leur structure devrait être BCC (la moins compacte). Ils peuvent se déformer pour acquérir plusieurs formes, telles que des canettes, pour stocker la nourriture et les boissons.

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Ils ont généralement une forte résistance à la corrosion, mais il est inversement proportionnel à leur résistance mécanique, qui augmente lors du mélange avec du cuivre, du magnésium ou du manganèse. Ceux qui ont de meilleures résistances mécaniques trouvent une utilisation comme parties de la carrosserie et pour les pièces de l'avion.

Titane

-Les alliages de titane trouvent de nombreuses applications pour la conception de prothèses osseuses et, en général, ce métal est très compatible avec les matrices physiologiques.

Il est également utilisé comme parties du cadre et de la surface des avions, des véhicules, des motos, des bâtons de golf, entre autres artefacts et objets.

-Mélanges avec de l'aluminium, ses alliages ont été utilisés dans la construction de plafonds japonais et de pagodes, et dans les statues de leurs dragons.

Argent

-Son alliage avec du graphite (AG-C) a une faible résistance électrique et est donc utilisé comme composants des interrupteurs de circuit.

-Mélanger avec du mercure un amalgame avec 50% de Hg et un pourcentage inférieur de cuivre et d'étain, qui est utilisé dans le remplissage des défauts dentaires est obtenu.

-Son alliage avec du cuivre lui donne une résistance telle que des disques en métal et en montagne sont créés avec elle.

-Dans les magasins de bijoux, il est utilisé dans un alliage de paladium et de platine, résistant aux éraflures et à la perte de sa luminosité.

Magnésium

Ils sont plus denses que l'aluminium, mais le reste ses propriétés sont similaires. Ils résistent bien aux conditions atmosphériques, ils ont donc été utilisés pour la fabrication de pièces automobiles, dans des boîtes de vitesses, des roues, des missiles, en bref, en machines à grande vitesse (ainsi que des vélos).

Béryllium

-Son alliage Be-Cu est utilisé pour les composants électroniques pour les petits appareils, tels que les smartphones, les iPads, les montres de bracelet, les tablettes, etc.

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-Les céramiques (mélangées avec du gallium, de l'arsenic ou de l'Inde) sont utilisées dans des circuits électroniques à haute densité.

-En médecine, les alliages de béryllium forgent bon nombre de ses instruments et dispositifs, tels que le stimulateur cardiaque, les écaisiers laser, les scanners, le cadre d'équipement de résonance magnétique nucléaire, entre autres.

-Il forge également une partie des armements militaires et nucléaires, il a également été fabriqué avec les miroirs en alliages de béryllium pour les satellites.

-Les outils forgés avec ces alliages ne produisent pas d'étincelles en subissant une forte friction.

Exemples

Certains exemples spécifiques d'alliages non ferreux sont:

-Monel et Constantán, tous deux alliages de nickel avec cuivre, mais avec une composition de 2: 1 et 45% (55% de cuivre), respectivement.

-Cromel, dont la composition est à 90% de nickel et 10% de cuivre. Il est utilisé dans le cadre du système électrique des fours industriels, capable de résister aux températures élevées.

-Ti-6Al-4V, un alliage de titane avec vanadium, aluminium et autres métaux, spécialement utilisé à des fins biologiques.

-Estelite, un alliage de cobalt et de chrome.

-Magnalio, alliage d'aluminium avec un faible pourcentage de magnésium (inférieur ou égal à 10%). Ils sont pratiquement plus résistants aux feuilles d'aluminium de traction et sont plus tenaces.

-Or blanc, dont la composition se compose de 90% d'or avec 10% de tout métal blanc, comme l'argent ou le paladium.

Les références

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