Les alliages métalliques sont des mélanges homogènes de métaux. Aucune réaction chimique n’a lieu dans ces alliages et, par conséquent, aucun nouveau composé chimique n’est formé. En outre, chaque alliage ajoute les propriétés des différents composants du mélange.
Ce processus est une méthode physique de combinaison de métaux ou de métaux et de non-métaux, réalisée à haute température. On obtient ainsi de nouveaux métaux.
Types d’alliages
En fonction des métaux qui sont alliés, on distingue deux types d’alliages métalliques.
Les alliages de métaux ferreux
Les alliages ferreux sont ceux dont l’élément principal est le fer. Ce groupe comprend les aciers, qui sont obtenus en mélangeant du fer avec des quantités variables de carbone et d’autres éléments. La combinaison du fer et du cobalt donne également naissance à des alliages connus sous le nom d’alnico, utilisés dans la fabrication d’aimants permanents.
Alliages de métaux non ferreux
Ces alliages sont constitués de métaux autres que le fer et offrent des propriétés et des applications différentes. Les plus courants sont les alliages d’aluminium, qui se distinguent par leur faible poids, leur grande résistance à la corrosion et leur bonne conductivité thermique.
Le cuivre est également utilisé pour former des alliages non ferreux, tout comme le zinc.
Alliages métalliques courants
L’acier
L’acier est considéré comme un alliage de fer s’il contient moins de 2,1 % de carbone. Si ce pourcentage est plus élevé, on parle de fonte.
L’acier possède les caractéristiques métalliques du fer à l’état pur, mais l’ajout de carbone et d’autres éléments métalliques ou non métalliques améliore ses propriétés physico-chimiques, notamment sa résistance. Ils sont classés en fonction de leur teneur en carbone : aciers à faible teneur en carbone (<0,25 %), aciers à teneur moyenne en carbone (0,25 %-0,6 %), aciers à haute teneur en carbone (0,6 %-1,4 %) et aciers alliés (carbone + autres éléments).
Le bronze
Le bronze est un alliage composé de cuivre (alliage de base) et d’étain (3 à 20 %). Il peut également contenir d’autres métaux, ce qui lui confère des propriétés différentes. Les différences entre le cuivre et le bronze, bien qu’elles semblent très similaires, sont importantes et il convient de les distinguer.
Les applications actuelles comprennent son utilisation dans des pièces mécaniques résistantes au frottement et à la corrosion, dans des instruments de musique de bonne qualité tels que les cloches, les gongs, les cymbales, les saxophones, et dans la fabrication de cordes pour les harpes, les guitares et les pianos.
Laiton
Le laiton est un alliage composé de cuivre et de zinc. Différentes variétés de ce métal peuvent être créées en fonction de la proportion de sa composition, ainsi que de ses différentes propriétés.
Le laiton est obtenu par la fusion du cuivre et de la calamine, un minéral de zinc. Lors de la fusion, le zinc est extrait de la calamine et mélangé au cuivre. D’autres matériaux peuvent également être ajoutés. La couleur du cuivre est similaire à celle de l’or. De plus, comme il ne contient presque pas de fer dans sa composition, il fait partie des métaux qui ne rouillent pas.
Constantan
Le constantan est un alliage, généralement composé de 55 % de cuivre, de 45 % de nickel et d’une petite quantité de manganèse. Il se caractérise par une résistance électrique constante sur une large plage de températures et est l’un des matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication de pièces de monnaie.
Duralumin
Le duralumin est un alliage d’aluminium avec du cuivre, du manganèse, du magnésium et du silicium. Il appartient à la famille des alliages aluminium-cuivre.
Il s’agit d’un alliage d’aluminium très résistant, largement utilisé dans l’industrie aéronautique et dans d’autres secteurs de la construction où une résistance mécanique et une résistance à la corrosion très élevées sont requises.
L’acier inoxydable
L’acier inoxydable est un alliage d’acier contenant au moins 10 à 12 % de chrome, bien qu’il puisse également contenir d’autres métaux tels que le nickel, l’aluminium, le tungstène ou le molybdène. Le chrome réagit avec l’oxygène pour créer une couche d’oxyde de chrome appelée couche passive. Celle-ci empêche la réaction entre le fer et l’oxygène et rend donc l’acier très résistant à la corrosion atmosphérique et à la rouille.