Chap. 4.1 : métaux et alliages métalliques Flashcards

1
Q

Qu’est- ce qu’un allotrope ?

A

Matériau pouvant changer de structure cristalline en fonction de la température.
ex : fer, titane.

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2
Q

Quand est-ce qu’on peut obtenir une structure amorphe chez un métal ?

A

Quand la vitesse de refroidissement est ultra rapide : on l’appelle verre métallique.

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3
Q

Quelle est la principale caractéristique mécanique modifiée lorsqu’on passe d’un élément pur à un alliage ?

A

la limite d’élasticité en particulier est supérieure.

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4
Q

Qu’est-ce qu’une phase ?

A

domaine du matériau qui a des propriétés physiques et chimiques uniformes

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5
Q

Miscibilité en toutes proportions ?

A

On peut ajouter des atomes de B sans modifier la structure de A, et ce sans limitation : A et B forment une solution solide continue.

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6
Q

Miscibilité dans la plupart des cas ?

A

En général, la miscibilité n’est pas en toutes proportions, il existe une concentration limite de B au delà de laquelle la structure de A est modifiée.

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7
Q

Solution terminale ?

A

Aux bornes du diagramme d’équilibre : phase où peut ajouter de l’élément d’addition sans dépasser la solubilité maximale.

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8
Q

Quelles sont les deux grandes classes de solution solide ?

A
  • solutions solides interstitielles
  • solutions solides de substitution.
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9
Q

Que se passe-t-il au point eutectique ?

A

équilibre entre la phase liquide et les deux phases solides

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10
Q

Pour un mélange passant le palier eutectique, que se passe-t-il ?

A

Le liquide est entrain de se transformer en solide, donc un des deux éléments est entrain de précipiter. Pour maintenir un équilibre, le liquide s’enrichit donc en l’autre élément, puisque le premier est prélevé pour former le solide.

Ce qui signifie se rapprocher de la composition eutectique, car c’est un point d’équilibre naturel.

Lorsque le liquide atteinte le point E, il n’a plus qu’une solution, se solidifier entièrement en formant simultanément les deux phases solides

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11
Q

Pourquoi est-ce que le palier du composé eutectique est le plus long ?

A

Car lorsqu’il arrive à ce point, il est encore entièrement liquide : il lui faut se transformer entièrement en solide alors que les autres mélanges ont déjà commencé à cristalliser.

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12
Q

Qu’est-ce que la diffusion ?

A

C’est le mouvement des atomes dans la structure cristalline.
C’est un phénomène thermiquement activé.

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13
Q

Comment se fait la diffusion dans une solide solide de substitution ?

A

Par l’intermédiaire des lacunes : un atome change de position en sautant de lacune voisine en lacune voisine.
Conditions du saut : l’atome doit avoir une énergie cinétique suffisante, qu’une lacune soit à proximité et qu’il se déplace dans la bonne direction

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14
Q

Comment se fait la diffusion dans une solution solide d’insertion?

A

Pas de présence de lacune requise. L’atome doit disposer d’une énergie d’activation suffisante pour sauter de site en site.

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15
Q

Première loi de Fick ?

A

Présente l’évolution du flux d’atome A qui vont se déplacer dans une structure composée de B.
Au départ, les deux groupes sont de chaque côté du plan qui les sépare. Puis avec le phénomène de diffusion, la compo de l’échantillon devient uniforme.

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16
Q

Seconde loi de Fick ?

A

Permet de connaître la variation de concentration du soluté en fonction du temps.

17
Q

Comment se décide la forme des grains ?

A

C’est la forme qui va minimise l’énergie du monocristal.
A la même structure que ses voisins, mais orientation différente.

18
Q

Germination ?

A

Processus par lequel une nouvelle phase solide commence à se former dans une phase initiale (liquide ou solide)

19
Q

Condition de solidification ?

A

Il doit exister dans le liquide des germes à partir desquels la croissance va s’effectuer.

20
Q

Conditions de croissance d’un germe ?

A
  • température du liquide (doit être inférieure à la température de fusion)
  • le rayon du germe qui doit atteindre une valeur critique
21
Q

Germination hétérogène ?

A

La germination se fait à partir d’impuretés (dislocations, jdg) ou sur les parois du moule = sites favorables à la croissance des germes,

nécessite donc moins d’énergie

22
Q

Germination homogène ?

A

Les noyaux se forment aléatoirement dans tout le volume de la phase initiale.

Assez difficile à obtenir, car rien ne la favorise.

23
Q

Par où démarre la germination ?

A

En général commence par les bords du grains, car ils ont refroidi le plus rapidement.
Il sera difficile de faire croître un germe au centre du liquide, car le refroidissement mettra du temps à arriver jusqu’à lui.

24
Q

Comment évolue la composition du solide formé ?

A

Varie entre le centre du grain, pauvre en soluté puisque la germination a du mal à y démarrer, et les zones proches des jdg, roches en soluté.

Phénomène appelé la ségrégation secondaire

25
Q

Qu’est-ce qui permet d’éviter le phénomène de ségrégation ?

A
  • solidification suffisamment lente pour avoir une homogénéisation des compositions
  • traitement thermique ultérieur type revenu.
26
Q

Traitement thermique : la trempe ?

A

Refroidissement brutal d’un matériau pour maintenir à température ambiante une phase normalement stable à haute température uniquement : on la “fige”.

27
Q

Traitement thermique : le revenu ?

A

Maintien en température en dessous de la zone de transformation, afin de permettre un retour partiel à l’équilibre.
Meilleure ténacité en relaxant les contraintes suite à la trempe.
Peut aussi servir à faire grossir les précipités dispersés.

28
Q

Traitement thermique : le recuit ?

A

Tend à ramené un matériau trempé ou écroui à dans son état d’équilibre en le chauffant dans sa zone de transformation.
Un recristallisation peut éventuellement se produire.

29
Q

Pourquoi est-ce qu’un recuit de cristallisation sur un matériau écroui est très efficace ?

A

L’efficacité dépend du taux d’écrouissage : + l’écrouissage est important, + il y a de défaut dans le matériaux et plus le processus de germination est facilité : l’abondance de dislocations offre plein de sites favorables à la croissance des germes.

30
Q

Dans un traitement de recristallisation, de quoi dépend la taille des grains ?

A

du taux d’écrouissage :
- si très écrouit, bcp de dislocations, bcp de grains vont croître mais vont très vite entrer en collision. Résultat : des grains fins
- si peu écrouit, pas bcp de dislocations, les grains vont pouvoir bcp grandir avant de se rencontrer. Résultat : des grains plus gros.

31
Q

Mode d’obtention : le moulage ?

A

Moules en sable, acier, par injection : permet une orientation privilégiée des matériaux (isotropes)

32
Q

Mode de mise en forme : le forgeage :

A

Lingot métallique chauffé et déformé en exerçant des forces de compression. Permet une bonne homogénéisation.

33
Q

Mode de mise en forme : le laminage ?

A

Peut se faire à chaud ou à froid. o déforme plastiquement le métal à l’aide de cylindres. Résultats : tôles plates ou ondulées.
Le métal est fortement écroui et il est texturé.

34
Q

Procédé de mise en forme : Filage ?

A

Permet d’obtenir des barres avec un profil qui peut être complexe, ou des fils.

35
Q

Procédé de mise en forme : emboutissage ?

A

Transforme une tôle plane en une pièce avec des formes variées.
Procédé utilisé pour des grandes séries.
Peut se faire à chaud ou à froid.

36
Q

Procédé d’obtention : le frittage ?

A

On passe de grains de poudre très fins à un solide plus ou moins dense, souvent poreux.

Poudre portée à environ 0.75Tf : les grains se soudent entre eux en formant des ponts entre eux qui s’épaississent.

37
Q

Dans quels cas privilégie-t-on le frittage ?

A

Composés à Tf très élevée puisqu’on a pas besoin de l’atteindre (type oxydes réfractaires)

38
Q

Influence de la porosité résiduelle sur la frittage ?

A

Rendent la matériau sensible à la propagation de défauts –> peut conduire à une rupture prématurée.