désignation des matériaux

Chapitre II DÉSIGNATION NORMALISÉE DES MATÉRIAUX 4 éme Sciences technique

Labo mécanique /5 Préparé par M r Ben abdallâh Marouan

Aciers (Classification par emplois) Nuance Rmin Re min Emplois

S 185 (A 33)* 290 185 S 235 (E 24) 340 235 S 275 (E 28) 410 275 S 355 (E 36) 490 355 S 295 (A 50) 470 295 S 335 (A 60) 570 335 S 360 (A 70) 670 360

Construction mécanique et métalliques générales assemblées ou soudées.

Ces aciers ne conviennent pas aux traitements thermiques et au forgeage.

Moulage GS 235 ‐ CS 275 ‐ GS 355 ‐ GE 295 ‐ GE 335 ‐ GE 360

I‐ MÉTAUX FERREUX : A‐ Les fontes : 1/ Fontes à graphite lamellaire : Désignation numérique : Après le préfixe EN les fontes sont désignées par le symbole JL suivi d’un code numérique. Exemple : EN‐JL‐1010 Désignation symbolique : Après le préfixe EN les fontes sont désignées par le symbole GJL suivi de la valeur en méga‐ pascals (1 MPa = 1 N/mm 2 ) de la résistance minimale à la rupture par extension. Exemple : EN‐GJL‐100

2/ Fontes malléables : 21‐ Fontes à graphite sphéroïdal : Désignation numérique : Après le préfixe EN les fontes sont désignées par le symbole JM ou JS suivi d’un code numérique. Exemple : EN‐JS‐1010 (Fonte à graphite sphéroïdal) Désignation symbolique : Après le préfixe EN les fontes sont désignées par le symbole (GJMW, GJMB,GJS) suivi de la valeur en méga‐pascals (1 MPa = 1 N/mm 2 ) de la résistance minimale à la rupture par extension et de pourcentage de l’allongement après rupture. Exemple : EN‐GJS‐350‐22

B‐ Les aciers : 1/ Classification par emplois : On trouve deux catégories : ‐ Les aciers d’usage général désigné par la lettre (S) ‐ Les aciers de construction mécanique désignés par la lettre (E)

NB : si s’agit d’un acier mouléc G E 295

2/ Classification par composition chimique

21‐ Aciers non alliés :

Teneur en manganèse < 1%

NB : si s’agit d’un acier mouléc G C 25

Fontes malléables Numérique Symbolique Emplois

EN‐JM 1010 EN‐GJMW‐350‐4 EN‐JM 1030 EN‐GJMW‐400‐5 EN‐JM 1040 EN‐GJMW‐450‐7 EN‐JM 1050 EN‐GJMW‐550‐4 EN‐JM 1110 EN‐GJMB‐300‐6 EN‐JM 1130 EN‐GJMB‐350‐10 EN‐JM 1140 EN‐GJMB‐450‐6

Malléabilité améliorée (pièce complexes) Bonne résistance Bonne usinabilité Bon amortissement des vibrations

EN‐JM 1150 EN‐GJMB‐500‐5 EN‐JM 1160 EN‐GJMB‐550‐4 EN‐JM 1170 EN‐GJMB‐600‐3 EN‐JM 1180 EN‐GJMB‐650‐2 EN‐JM 1190 EN‐GJMB‐700‐2

Très bonnes caractéristiques mécaniques Bonne résistance à l’usure.

Fontes à graphite lamellaire Numérique Symbolique Emplois

EN‐JL‐1010 EN‐GJL‐100 EN‐JL‐1020 EN‐GJL‐150 EN‐JL‐1030 EN‐GJL‐200

Bonne moulabilité ‐Bonne usinabilité‐Bonne résistance à l’usure par frottement‐Bon amortissement de vibration.

EN‐JL‐1040 EN‐GJL‐250 EN‐JL‐1050 EN‐GJL‐300 EN‐JL‐1060 EN‐GJL‐350

‐ Bonne Caractéristiques mécaniques et frottantes ‐ Bonne étanchéité (Bloc moteurs, Engrenages…)

Fontes à graphites sphéroïdal Numérique Symbolique Emplois

EN‐JS 1010 EN‐GJS‐350‐22 EN‐JS 1020 EN‐GJS‐400‐18 EN‐JS 1030 EN‐GJS‐400‐15 EN‐JS 1040 EN‐GJS‐450‐10 EN‐JS 1050 EN‐GJS‐500‐7 EN‐JS 1060 EN‐GJS‐600‐3

Bonne résilience Très Bonne usinabilité (vannes, vérins …)

EN‐JS 1070 EN‐GJS‐700‐2 EN‐JS 1080 EN‐GJS‐800‐2 EN‐JS 1090 EN‐GJS‐900‐2

Très bonnes caractéristiques mécaniques. Bonne résistance à l’usure. Bonnes qualités frottantes.

R min : Résistance minimale à la rupture par extension (N/mm 2 ) « Mpa » ; Re min Limite minimale apparente d’élasticité (N/mm 2 ) « Mpa » ; * : Représente approximative avec l’ancienne symbolisation ;

S 235

Acier d’usage général Résistance élastique Re

C 40

Acier non allié 0,4 % de carbone



21‐ Aciers Faiblement alliés :

Teneur en manganèse ≥ 1% Teneur de chaque élément d’alliage < 5%

NB : Le % de l’élément d’addition est multiplié par un facteur variable en fonction de l’alliage

22‐ Aciers Fortement alliés :

Teneur d’au moins un élément d’alliage ≥ 5%

I‐ MÉTAUX ET ALLIAGES NON FERREUX : A‐ aluminium et ses alliages :

Métal léger, Blanc, malléable, peu oxydable, très conducteur de la chaleur et de l’électricité. Fabriquer en tôles, Bandes, disques, barres, profilés, tubes, fils et câbles. Sa température de fusion est de 660 °C.

On trouve l’aluminium de fonderie qui se moule et s’usine bien et on le trouve aussi sous forme de produits corroyés (étire, laminés, forgés, files…)

1‐ Aluminium fonderie :

Désignation :

Aciers Non alliés Nuance Rmin Re min Emplois

C22 (XC 18)* 410 255 C25 (XC 25)* 460 285 C30 (XC 32)* 510 315 C35 (XC 38)* 570 335 C40 (XC 42)* 620 355 C45 (XC 48)* 660 375 C50 (XC 50)* 700 395 C55 (XC 54)* 730 420 C60 (XC 60)* HRC ≥ 57

Construction mécanique.

Ces aciers conviennent aux traitements thermiques et au

forgeage.

NB : Cette symbolisation ne s’applique pas aux aciers de décolletage

55 Cr 3

x 100 % de Carbone Chrome

0,75 %

Elément d’alliage Facteur Cr, Co, Mn, Ni, Si,W 4 Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr 10 Ce, N, P, S 100 B 1000

Symbole d’élément Elément d’alliage

Symbole chimique

Elément d’alliage

Symbole chimique

Elément d’alliage

Symbole chimique

Aluminium Al Cobalt Co Nickel Ni Antimoine Sb Cuivre Cu Niobium Nb Argent Ag Etain Sn Plomb Pb Béryllium Be Fer Fe Silicium Si Bismuth Bi Gallium Ca Strontium Sr Bore B Lithium Li Titane Ti Cadmium Cd Magnésium Mg Vanadium V Cérium Ce Manganèse Mn Zinc Zn Chrome Cr Molybdène Mo Zirconium Zr

X 2 Cr Ni 19‐11

2 % de Carbone 11 % de Nickel

19 % de Chrome

Acier fortement allié

A – S 13

Silicium

13 % de Silicium Aluminium

ALUMINIUM ET ALLIAGE D’ALUMINIUM DE FONDERIE Nuances usuelles Etat R min Re min Emplois

A 5 Y 30 80 35 Appareils ménagers, Matériels électriques,

A‐U 5 GT Y 34 330 200 Se moule bien ,S’usine très bien , Ne pas utiliser en air salin.

A‐S 10 G Y 33 250 180 Se moule très bien ; S’usine et se soude bien ; Convient en air salin

A‐S 13 Y 30 170 80 Se moule et se soude très bien ; La forte teneur en silicium rend l’usinage difficile.

A‐G 6

Moulé en

coquille

Y 30 180 100 Excellentes aptitudes à l’usinage, au soudage, au polissage, résiste bien à l’air salin.



2‐ Aluminium corroyé :

Désignation numérique :

B‐ Cuivre et ses alliages : Le cuivre se trouve généralement sous forme de minerai mais parfois à l’état natif (Métallique) de couleur rouge. Il est obtenu par

raffinage de ce minerai qui est appelé PYRITE CUIVREUSE. Sa température de fusion est de 1083 °C.

1‐ Cuivre non allié : Très bonne conductibilité électrique (Câble, contacts, bobinages, etc.…)

Désignation : Ex : Cuivre raffiné

2‐ Alliages de cuivre :

Désignation :

5‐ Les Bronzes : Cuivre + Etain (0 à 20%) L’étain donne au cuivre la dureté, la résistance, la rend

moulable, mais détruits sa malléabilité.

EN A W ‐ 1350 [ Al 99,5]

Aluminium Produits corroyés

4 chiffres code de composition chimique

Préfixe Désignation chimique (Éléments et leur teneur)

ALUMINIUM ET ALLIAGES D’ALUMINIUM CORROYÉS Nuances usuelles Etat Rmin Remin Emplois

EN AW‐1350 [Al 99,5] Recuit 0 65 ‐

EN AW‐1050 [Al 99,5] ½ dur H14 100 75

Matériels électrodomestiques, Chaudronnerie ; Matériels pour industrie chimiques et alimentaire

EN AW‐5154 [Al Mg 3,5] ¼ dur H32 220 130 EN AW‐5086 [Al Mg 4] ½ dur H24 310 230

Pièces chaudronnées : Citernes, Gaines, Tubes, etc. Tuyauteries

Bonne résistance aux agents atmosphériques et à l’air salin. Bonne soudabilité.

EN AW‐2017 [Al Cu 4 Mg Si] Tr.Mûri T4 390 240 Pièces usinées et forgées. EN AW‐7075 [Al Zn5,5MgCu] Tr. Rev. T6 520 440 EN AW‐7049 [Al Zn8MgCu] Tr. Rev. T6 600 560

Pièces usinées et forgées de hautes caractéristiques mécaniques.

Eviter de les utiliser à l’air salin. Se soude difficilement

Cu / a2

Indice de pureté

Cuivre

Cu Sn 10 Zn 1

Etain Zinc

10% d’étain

Cuivre 1% de Zinc

3‐ Le Maillechort : Inoxydable, résiste au courant électrique (rhéostats), instruments de mesure, compas de dessinateur etc.

Désignation : Ex : Cu Zn Ni 15 Pb 1 4‐ les laitons : Cuivre + Zinc (6 à 45%) Le Zinc donne au cuivre la résistance, le rend moulable, forgeable

et inoxydable

Nuances Emplois Cu Zn 30 Cu Zn 36 Cu Zn 40

Robinetterie, hélices de bateaux, pompes etc.…

Cu Zn 39 Pb 2 Pièces décolletées Cu Zn 20 Sn 5 Coussinets…

Nuances Emplois Cu Sn 5 Zn 4 Ressort Cu Sn 9 P Chemises, segment, bagues… Cu Sn 10 Zn 1 Robinetterie… Cu Sn 12 Zn 1 Cu Sn 12 P

Roues d’engrenages, écrous de transformation de mouvement, etc.…



Annexes DOMAINES D’UTILISATION CUIVRE ET SES ALLIAGES

Pour la Fabrication des…

Cu S

n 14

Cu S

n 9 P

Cu S

n 3 Zn

9

Cu S

n 8 Zn

2

Cu S

n 12

Zn 1P

Cu S

n 7 Zn

5 P

b4

Cu Zn

10

Cu Zn

30

Cu Zn

36

Cu Zn

40

Cu Zn

33

Al 5

Cu Zn

39

Pb 2

Cu Zn

41 P

b 2 A

l

Cu N

i 26

Zn 17

Cu Zn

20

Ni 15

Pb 1

Cu A

l 9

Cu A

l 11 Fe

3

Cu A

l 11 N

i 5 Fe

Cu P

b 20

Sn 5

Cu P

b 6 S

n 6 Zn

4

Barres x x x Boulonneries ‐visseries x x x Coussinets‐Bagues x x x x x x x Fils x x Profilés x x x Quincaillerie x x Résistances électriques x x x Ressorts x x x Rivets x Robinetteries x x x x x Roues dentées x x x x Tôles x x Tubes x x

DOMAINES D’UTILISATION DES ACIERS ALLIÉS

Pour la Fabrication des…

20 M

g5

20Mg

Cr5

55 S

i7

45 S

iCrM

d6

38 C

r4

100

Cr6

18 C

rMd4

25 C

rMd4

42 C

rMd4

50 C

rV 4

20 N

iCr6

35 N

iCrM

d6

40 C

rAlM

d6‐12

X8 C

r17

X 30

Cr1

3

X 6

CrNi

18‐0

9

X 2

CrNi

18‐10

X 6

CrNi

Ti18

‐11

X 6

CrNi

Md17‐

11

X 8

CrNi

MdTi

17‐12

Arbres x x x x x x x x x x Arbres cannelés x x x x x Barres de torsion Bielles x x Boulonneries‐Visseries x x x Chaudronnerie x x x x Chemises des moteurs x Inoxydables x x x x Résistance à l’usure x x x x x Ressorts x x Roues dentées x x x x x x x Roulements x x Soudables (aisément) x x x x Tubes x x Vilebrequins x x



III‐ Les Matières Plastiques : Ce sont des groupements de grosses molécules ou macromoléculaire, des hautes polymères parfois additionnés de matières

minérales ou végétales qui sous différentes formes constituant les charges. Les grosses molécules caractérisent les résines. Les matières plastiques sont des matières solides (en général), stables à l’état commercial, mais plastiques pendant leur mise en

œuvre, celle‐ci se faisant à chaud avec ou sans pression.

Domaines d’Utilisations des Matières Plastiques Emplois PF MF UP EP PUR PE PP PVC PS PMM PA PTFE

Appareil électriques x x Carrosseries ‐Coques x x Colles‐Enduits x Coussinets –Bagues x x Isolant électriques x x x x Joints x x Panneaux décoratifs x x Profilés x x Récipients ‐ Cuves x Robinetterie x x Roue dentées x Tuyauterie x x x x x Vitres x

NB : Les plastiques présentent de nombreux avantages, notamment :

Faible masse volumique (830 à 2300 Kg/m 3 ) Bonnes résistances chimiques (Corrosion …) Qualités esthétiques (Forme, Couleur…) Isolation électrique et thermique Coût généralement faible.

Les emplois sont limités dans les cas suivant : Tenue en température Résistance mécanique Stabilité dimensionnelle Conservation des caractéristiques dans le temps.

Matières plastiques Thermoplastiques

Désignation chimique Désignation commerciale

Symbole

Polyéthylène Latrène Lacqtène PE Polypropylène Napryl Prylène PP Polychlorure de vinyle Lucarex Afcodur PVC Polystyrène Lustrex Lacqrène PS Polyacrylique Plexiglas Altuglas PMM Polyamide Nylon Rilsan PA Polytétrafluoréthylène Téflon PTFE

Plasticité peut être reprise plusieurs fois (Par des chauffages successifs).

Matières plastiques Thermodurcissables

Désignation chimique Désignation commerciale

Symbole

Phénoplaste Bakélite Norsophen PF Aminoplaste Célamine Formica MF Polyester Cégémix Norsydyne UP Poly‐époxyde Araldite Lopox EP Polyuréthane réticulé Ekamère PUR

Plasticité ne peut être obtenue qu’une fois (Par premier chauffage).

La matière devient dure et perd toute réversibilité thermique par l’action d’un catalyseur (Agent chimique, Chaleur, lumière …)

Plastique = Polymère + Adjuvants + Additifs

Charges, renforts, Plastifiants, Stabilisants, Antioxydants etc.…

Pigments et colorants, Ignifugeants, Lubrifiants, Fongicides etc. …

désignation des matériaux

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