introduction
Les alliages de cuivre coulés sont largement utilisés dans diverses industries en raison de leurs excellentes propriétés, y compris la résistance à la corrosion, la conductivité thermique et la facilité de coulée. Ces alliages sont produits en fondant et en versant du cuivre et d'autres éléments dans des moules pour créer des formes complexes. Cet article explore les types communs d'alliages de cuivre coulé, leurs propriétés et applications.
Alliages de cuivre (bronze)
Les alliages de bronze sont parmi les alliages de cuivre coulés les plus courants. Ils contiennent généralement du cuivre et de l'étain comme principaux éléments.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Dureté (HB) |
|---|---|---|---|---|
| Bronze haut | Haute résistance, bonne résistance à la corrosion | Roulements, bagues, engrenages | 310-380 | 80-100 |
| Bronze moyen | Excellente résistance à l'usure, faible frictio | Sièges de soupape, composants de la pompe | 240-310 | 60-85 |
| Bronze cloche | Fureur élevée, bonne machinabilité | Cloches, instruments de musique | 200-240 | 90-110 |
Les alliages de bronze offrent un bon équilibre entre force, résistance à l'usure et résistance à la corrosion, ce qui les rend adaptés à diverses applications industrielles.
Alliages de cuivre-zinc (laiton)
Les alliages en laiton sont des alliages de cuivre-zinc qui sont largement utilisés en raison de leur excellente formabilité et de leur machinabilité.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Allongement (%) |
|---|---|---|---|---|
| Laiton jaune | Bonne force, excellente machinabilité | Plombing Fixtures, matériel décoratif | 230-350 | 20-35 |
| Laiton à haute résistance | Haute ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants architecturaux, matériel marin | 380-550 | 15-25 |
| En laiton au plomb | Excellente machinabilité, faible coût | Vannes, raccords, pièces moulées ornementales | 220-310 | 20-30 |
Les alliages en laiton sont connus pour leur couleur dorée et sont souvent utilisés dans les applications décoratives ainsi que dans les composants fonctionnels.
Alliages en cuivre-aluminium (bronze en aluminium)
Les alliages de bronze en aluminium combinent les propriétés du cuivre avec la résistance et la légèreté de l'aluminium.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronze Al monophasé | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion | Hélices marines, rouleaux de pompage | 550-650 | 250-300 |
| Duplex al Bronze | Bonne résistance à l'usure, haute résistance | Roulements, engrenages, composants de vanne | 600-750 | 280-350 |
| Bronze nickel-al | Excellente résistance à des températures élevées | Composants d'avions, pales de turbine | 650-800 | 300-400 |
Les alliages de bronze en aluminium sont particulièrement valorisés pour leur forte résistance et leur excellente résistance à la corrosion dans les environnements marins.
Alliages en cuivre-silicium (bronze en silicium)
Les alliages de bronze en silicium offrent une combinaison de haute résistance et d'une excellente résistance à la corrosion.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Conductivité électrique (% IACS) |
|---|---|---|---|---|
| Bronze à faible teneur | Haute résistance, bonne ductilité | Matériel marin, raccords architecturaux | 380-480 | 15-20 |
| Bronze moyen | Excellente résistance à la corrosion, bonne soudabilité | Composants de pompe, corps de valve | 410-520 | 7-10 |
| Bronze à haut silicium | Haute résistance, bonne résistance à l'usure | Roulements, bagues, engrenages | 450-550 | 5-8 |
Les alliages de bronze en silicium sont souvent utilisés dans les applications nécessitant une résistance à haute résistance et à la corrosion, en particulier dans les applications marines et architecturales.
Alliages en cuivre-nickel
Les alliages de nickel cuivre, également connus sous le nom de Cupronickel, offrent une excellente résistance à la corrosion, en particulier dans l'eau de mer.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Conductivité thermique (W/m·K) |
|---|---|---|---|---|
| 70-30 Cupronickel | Excellente résistance à la corrosion d'eau de mer | Vannes marines, pompes, échangeurs de chaleur | 330-380 | 29 |
| 90-10 Cupronickel | Haute résistance, bonne résistance à l'érosion | Arbres d'hélice, raccords marins | 280-330 | 50 |
| 55-45 Cupronickel | Résistance à la corrosion supérieure, haute résistance | Équipement de traitement chimique, usines de dessalement | 400-450 | 21 |
Les alliages en cuivre-nickel sont largement utilisés dans les industries de transformation marine et chimique en raison de leur résistance exceptionnelle à la corrosion.
Alliages de cuivre à haute résistance
Ces alliages sont conçus pour les applications nécessitant une résistance élevée et une dureté.
| Type d'alliage | Propriétés clés | Applications communes | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Bronze de manganèse | Très haute résistance, bonne résistance à l'usure | Roulements robustes, engrenages à vers | 650-750 | 320-380 |
| Nickel-Aluminim Bronze | Haute résistance, bonne résistance à la corrosion | Hélices marines, rouleaux de pompage | 600-700 | 280-350 |
| Nickel-silicon Bronze | Excellente force, bonne résistance à la corrosion | Corps de valve hydraulique, hélices sous-marines | 700-800 | 350-400 |
Ces alliages à haute résistance sont utilisés dans des applications où les alliages en bronze ou en laiton standard peuvent ne pas fournir une résistance à une résistance ou à l'usure suffisante.
Conclusion
Les alliages de cuivre coulés offrent un large éventail de propriétés adaptées à diverses applications dans de nombreuses industries. De la haute résistance des bronzes en aluminium à l'excellente résistance à la corrosion des alliages de nickel cuivre, il existe un alliage de cuivre coulé adapté à presque toutes les exigences d'ingénierie. Le choix de l'alliage dépend de l'application spécifique, en considérant des facteurs tels que la résistance, la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure, la machinabilité et le coût.
Alors que la science des matériaux continue de progresser, de nouveaux alliages de cuivre coulés sont développés pour répondre aux besoins technologiques émergents et aux réglementations environnementales. La polyvalence et les performances des alliages de cuivre coulé garantissent leur importance continue dans l'ingénierie et la fabrication modernes.