Alliages cu-ni-sn candidats au remplacement des cupro beryllium : métallurgie et élaboration
Les alliages de cuivre au béryllium se caractérisent par des propriétés mécaniques et physiques très intéressantes qui leur permet d’accéder à une large gamme d’applications. Cependant, cet alliage a un inconvénient majeur ; celui d’être nocif à la santé lorsqu’il est inhalé sous forme d’oxyde. Même si des précautions sont prises, un risque demeure. De plus, élément rare à l’état naturel et difficile à extraire, le béryllium est un minerai au coût non négligeable. Pour ces raisons, des recherches d’alliages de substitution aux propriétés physico-mécaniques similaires ont été menées et ont aboutit à la distinction de deux familles : l’alliage de cuivre au titane et celui de cuivre nickel étain. Les recherches relatives à cette dernière famille sont présentées dans cet article.
Figure 16. Mise en évidence du caractère ductile d'un alliage de Cu-Ni15-Sn6 aux premiers instants du traitement de revenu dans le domaine biphasé a + g.
Figure 17. Observation par M.E.B du caractère discontinu de la phase g dans le cas du Cu-Ni15-Sn6 en utilisant un détecteur d’électrons secondaires.
Figure 18. Caractéristiques mécaniques de quelques alliages de Cu-Ni-Sn [10].
Figure 1. Micrographie optique d’un échantillon de Cu-Ni15Sn6 préalablement attaquée chimiquement. Mise en évidence de la structure dendritique.
Figure 2. CuNi15Sn6 brut de coulée (M.E.B-détecteur d’électrons rétrodiffusés).
Figure 3. Cartographie X. Évaluation qualitative locale de la teneur en élément Cu.
Figure 4. Cartographie X. évaluation qualitative locale de la teneur en élément Ni.
Figure 5. Cartographie X. Évaluation qualitative locale de la teneur en élément Sn.
Figure 6. Diagramme d'équilibre des phases du système Cu-Sn. (Binary alloy phase diagrams T.B. Massalski, vol. 1986).
Figure 7. Mise en évidence d'un phénomène de macroségrégation dans le cas du Nordic Gold à l’état brut de coulée [1].
Figure 8. Présence d'eutectique a/d dans le cas du Nordic Gold à l’état brut de coulée [2].
Figure 9. Mise en évidence du phénomène de microségrégation (phase d) dans le cas du Nordic Gold à l'état brut de coulée [1].
Figure 10. Amorce de fissure à l'interface de la matrice a-Cu et de la phase d riche en étain. Micrographie réalisée sur du chrysocal à l'état brut de coulée [2].
Figure 11. Schéma du procédé Osprey pour l'élaboration de billettes à l'état brut de coulée [2].
Figure 12. Isoplethe à 15% en masse de nickel 8].
Figure 13. Isoplethe à 7,5% en masse de nickel [9].
Figure 14. Diagramme T.T.T de l'alliage Cu-Ni15-Sn8 [8].
Figure 15. Diagramme T.T.T de l'alliage Cu-Ni7.5-Sn5 [9].
Figure 19 Caractéristiques mécaniques et électriques pour quelques alliages à base de cuivre. [11].
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