élément d'alliage

Un alliage est tout matériau mélangé à un métal de base en fusion pour modifier ses propriétés mécaniques, chimiques ou thermiques. Le cuivre ajouté au fer rend l'acier plus dur. Le manganèse réduit la fragilité. Le silicium améliore la fluidité pendant le moulage. L'alliage se dissout dans le métal de base, formant une solution solide ou des phases de précipitation qui modifient la structure granulaire, la résistance, la résistance à la corrosion ou la maniabilité.

Les alliages se répartissent en deux grandes catégories: les ajouts intentionnels et les éléments résiduels. Les alliages intentionnels sont pesés et chargés dans la masse fondue à des pourcentages spécifiques, parfois sous forme de master alloys, des intermédiaires préfabriqués avec des concentrations élevées de l'élément désiré. Les alliages résiduels proviennent de la ferraille ou du minerai recyclé et doivent être tolérés ou éliminés selon les spécifications. Une aciérie acceptant de la ferraille cuivreuse, par exemple, accepte le cuivre comme alliage involontaire; trop de cuivre fragilise l'acier.

Choisir et mesurer les alliages

La sélection dépend de la propriété à concevoir. Le nickel et le chrome augmentent la résistance à la corrosion dans les nuances d'acier inoxydable. Le molybdène et le vanadium augmentent la dureté et la résistance à la chaleur à des températures élevées. Le bore, ajouté en fractions de pour cent, durcit par affinage du grain. Le titane et l'aluminium éliminent l'oxygène et l'azote de la masse fondue. Le coût, la disponibilité et la température de fusion limitent tous le choix. Une fonderie peut utiliser un alliage de cobalt différent d'une aciérie car les températures et les temps de maintien en fonderie diffèrent.

La teneur en alliage est mesurée en pourcentage en poids dans le produit final. Une spécification pourrait exiger 17 à 19 pour cent de chrome et 8 à 10 pour cent de nickel dans l'acier inoxydable 304. Les calculs de charge réels doivent tenir compte des pertes par oxydation, qui varient selon l'élément et le processus; la perte de chrome pendant la fusion de l'acier peut dépasser 20 pour cent. C'est pourquoi les métallurgistes ajoutent plus d'alliage que ce que la spécification finale exige et se fient à l'analyse pour confirmer les résultats.

Le terme «alliage» est plus ancien et moins courant que «élément d'alliage», qui est maintenant la norme dans la rédaction technique et les manuels. Vous verrez les deux utilisés indifféremment dans les fonderies et les usines, bien que «alliage» ait une connotation plus ancienne et plus européenne. Aucun des deux termes n'inclut le métal de base lui-même, bien qu'un métal de base dans un alliage puisse devenir un alliage lorsqu'il est ajouté à un autre; le nickel, par exemple, est le métal de base des alliages Ni-Cu mais un alliage lorsqu'il est ajouté à l'acier.