alliage

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Présentation

alliage, produit métallique obtenu par incorporation d'un ou plusieurs éléments à un métal. Les alliages à deux composants sont dits binaires, ceux qui contiennent trois composants sont appelés alliages ternaires. Comme les métaux purs, les alliages ont un éclat métallique et sont des conducteurs de chaleur et d'électricité. Des composés qui contiennent un métal et des produits non métalliques, comme par exemple le carbone, sont également appelés alliages. Le plus important de ceux-ci est l'acier. Les aciers simples à base de carbone contiennent environ 0,5 p. 100 de manganèse et jusqu'à 0,8 p. 100 de carbone, le reste étant constitué de fer.

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Préparation

On peut préparer les alliages par fusion. Lors de la fabrication de l'acier, on effectue une trempe de l'acier (refroidissement rapide) dans un domaine précis de température, suivie d'un réchauffement. Cela permet de stabiliser la structure de l'alliage et de réguler sa dureté (voir Sidérurgie). La métallurgie des poudres permet de préparer des alliages aux propriétés spécifiques. Dans le frittage, les alliages sont préparés par mélange des poudres sèches des matériaux, comprimés sous haute pression et chauffés jusqu'à des températures supérieures à leurs points de fusion. On obtient un alliage solide et homogène. Cette technique permet une production à grande échelle avec d'importantes économies de coût. Les cermets, peuvent être fabriqués en utilisant la métallurgie des poudres. L'implantation ionique est une autre technique de préparation d'alliages. C'est une technique adaptée des procédés utilisés pour fabriquer des circuits intégrés des faisceaux d'ions : de carbone, d'azote et d'autres éléments sont projetés sur des métaux dans une chambre à vide, pour obtenir une fine couche résistante d'alliage à la surface du métal. Par exemple, en bombardant du titane avec de l'azote, on peut obtenir des alliages de qualité supérieure pour des implants prothétiques.

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Propriétés

En général, les propriétés des alliages sont très différentes de celles de leurs éléments constitutifs. Par exemple, la résistance mécanique et la résistance à la corrosion d'un alliage peuvent être considérablement supérieures à celles de ses constituants pris séparément. C'est pourquoi on utilise plus fréquemment les métaux alliés que les métaux purs. Cependant, les propriétés d'un alliage n'évoluent pas de façon linéaire avec celles des constituants qui le composent. Il est donc difficile de prévoir les caractéristiques d'un alliage à partir des propriétés de ses composants. Ainsi, on détermine expérimentalement les propriétés d'un alliage donné. En général, les alliages ont une température de fusion inférieure à celle de leurs constituants.

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Variétés

On peut classer les alliages en trois catégories.