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Les Materiaux (Partie 1) - Généralités

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     Partie 1 Partie 2

    Besoin de matériaux, besoins d’assembler ces matériaux, de choisir les matériaux selon leurs caractéristiques physico-chimiques et leurs conditions spécifiques d’utilisation.

    Généralités

    Que vous soyez, civiliste, mécanicien, instrumentiste ou éléctricien, vous avez besoin de connaitre au moins des notions de base concernant les matèriaux utilisés dans notre industrie d'ingéniérie EPC.

    Tidjma DATA BASES

    Sur notre site nous avons déja couvert 256 système de tuyauterie pouvant vous aider à bien sélectionnser les matriaux relatifs aux composants des sytèmes des tuyauteries.

    Cette DATA BASE est accessibleICI.

     

    Vous pouvez aussi consulter notre base de compostantes de tuyauterieICI

     

    Les Standards
    Les matériaux sont tous fabriqués selon des Normes, Standards et Grades on notamment

    Normes

    Il y a un nombre énorme de normes , les plus connus sont : API, AiSi, ASTM, bs, DIN, GB, JIS, EN, etc

    Grades

    Il y a aussi un nombre énorme de grades, les plus connus sont : ASTM A36, API 5L , ASTM A106, AISI 316, ASTM A516, EN S235JR, etc..

    Les Techniques d’assemblage

    Les technique d’assemblage  sont selon matériaux et sa fonction on peut énumérer notamment :

    • Collage

    • Boulonnage

    • Vissage, clouage, friction, etc

    • Rivetage, clinchage

    • Brasage

    • Soudage

    • etc

    Les 7 300 tonnes de fer  2 500 000 rivets de  fameuse Tour Eiffel par exemple est assemblée par 2 500 000 rivets

    Le Soudage
    Les soudage  est une technique basée sur la fusion et solidification du métal d’apport métal de base et sans métal d’apport la fusion  du métal de base.

    Les choix des techniques de soudage dépendra du métal de base.

    Point de Fusion :
    A température en dessous de sa température de fusion le métal est  en état solide .

    Le soudage des bouts de métal ramènera la température au dessus de sa température de fusion pour devenir liquide.

    Le point de fusion est un  facteur important pour déterminer la soudabilité d’un métal.

    Plus le point de fusion d’un métal est bas, moins la chaleur nécessaire pour le souder sera élevée.


     

     

    A 0° KELVIN tous les éléments sont à l'état solide sauf l'helium qui est liquide.


     

    A 25° C, température ambiante terrestre la majorité des éléments sont à l"état solide, en état liquide comme pour le mercure ou  le francium, gazeux comme pour l'hydrogène, l'azote ou l'oxygene.

    A 6000° KELVIN tous les éléments deviennent gazeux  .

    Métallurgie

    Les aciers sont des alliages de fer et de carbone et d'autres éléments chimiques comme le manganèse, soufre, phosphore, silicium, chrome, nickel, molybdène, cobalt, tungstène, cuivre, niobium, vanadium, titane etc..
    Une connaissance minimale en métallurgie est essentielle aussi bien pour pouvoir choisir l’alliage qui convient a notre application mais aussi pour pouvoir concevoir convenablement le procédé de soudage, les composantes d'une pompe, d'une vanne, d'un joint, ou même d'un simple écrou.

    Les alliages et les formes permettent de donner à l’acier les caractéristiques physico-chimiques demandées et qui répondent aux conditions de leur utilisation (calcul / service).

    L’alliage pour du fer à béton ne sera pas le même que pour les aciers nécessaires pour un revervoir de stockage ou une conduite de gaz,.

    Fragilité

    Un materiau fragile se brise facilement sous l’effet d’un choc ou d’une déformation.

    Il se déforme peu ou pas du tout, et se casse facilement.

    Ductilité

    A l'opposé de Fragilité , la ductilité  c'est se déformer sans  rompre. L'acier peut être étiré, allongé ou soumis à des forces de torsion.

    Les matériaux ductiles sont  difficiles à casser et  les fissures ou les défauts créés par une déformation se propagent difficilement.

     

    Ténacité

    La ténacité c'est de  résister aux chocs sans se briser ni s’écailler.
     

    Malléabilité

    C'est se laisser façonner. avec résistance à des forces de compression, comme le forgeage ou le laminage.
     Pour cela on préférera généralement les matériaux ductiles et malléables.

    Élasticité

    C'est reprendre sa forme originale après avoir subi une déformation. C’est le cas typique d’un ressort qu’on étire puis qu’on relâche.

    Dureté

    C'est de résister à la pénétration d’un corps plus dur que lui, donc résistance aux rayures.

    Le diamant constitue le matériau le plus dur.

    Les aciers à haute teneur en carbone sont durs, les aciers doux, un peu moins, et l’aluminium est de faible dureté.

    Résistance à la corrosion

    C'est la capacité d’un matériau à ne pas se dégrader sous l’effet de la combinaison chimique de l’oxygène et du métal.

    Un métal ferreux résistant à la corrosion ne rouille pas ; c’est le cas des aciers inoxydables et de certains autres aciers d’alliage .

    Electro-magnétisme

    La conductivité thermique

     

     

    La conductivité électrique

    Certains matériaux sont de bon conducteurs, comme l'argent, le cuivre, l'or ou l'aluminium

    0.143 106/cm ΩNickelNi28
    0.166 106/cm ΩZincZn30
    0.172 106/cm ΩCobaltCo27
    0.187 106/cm ΩMolybdenumMo42
    0.189 106/cm ΩTungstenW74
    0.197 106/cm ΩIridiumIr77
    0.21 106/cm ΩSodiumNa11
    0.211 106/cm ΩRhodiumRh45
    0.226 106/cm ΩMagnesiumMg12
    0.298 106/cm ΩCalciumCa20
    0.313 106/cm ΩBerylliumBe4
    0.377 106/cm ΩAluminumAl13
    0.452 106/cm ΩGoldAu79
    0.596 106/cm ΩCopperCu29
    0.63 106/cm ΩSilverAg47

    D'autres son semi-conducteurs comme les fameux   germanium, silicium ou le selenium, courament utilsés dans la fabrication de composates electroniques.

    5.0E-24 106/cm ΩSulfurS16
    1.0E-17 106/cm ΩPhosphorusP15
    8.0E-16 106/cm ΩIodineI53
    1.0E-12 106/cm ΩBoronB5
    1.0E-12 106/cm ΩSeleniumSe34
    2.52E-12 106/cm ΩSiliconSi14
    1.45E-8 106/cm ΩGermaniumGe32
    2.0E-6 106/cm ΩTelluriumTe52
    0.00061 106/cm ΩCarbonC6
    0.00666 106/cm ΩPlutoniumPu94
    0.00695 106/cm ΩManganeseMn25
    0.00736 106/cm ΩGadoliniumGd64
    0.00822 106/cm ΩNeptuniumNp93
    0.00867 106/cm ΩBismuthBi83
    0.00889 106/cm ΩTerbiumTb65
    0.00956 106/cm ΩSamariumSm62
    0.0104 106/cm ΩMercuryHg80

     

    Les bon matériaux éléctriquement  isolant sont fait à partir de molécules avec des liens trés forts comme les polymères : plastique, caoutchouc… ;  où les électrons ne peuvent pas quitter leur bande de valence pour occuper la bande de conduction à cause de la largeur de la bande interdite très élevée, ainsi les électrons restent emprisonnés dans leur bande de valence.

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