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République Tunisienne Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche

République Tunisienne Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Direction Générale des Etudes Technologiques  Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Gafsa Département de Génie Mécanique قسم الهندسة الم يكانيكية المعهد العالي للدراسات التكنولوجية بقفصة COURS DE MATERIAUX METALLIQUES (1er Année Licence Appliquée Génie Mécanique) Elaboré par : HIDOURI Abdelmoumen Technologue à ISET Gafsa Année universitaire : 2016-2017 Avant-propos Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique i AVANT-PROPOS Ce support de cours de matériaux métalliques est destiné aux étudiants de la première année de la licence appliquée en génie mécanique. Ce module de cours s’enseigne au deuxième semestre de ce niveau. Dans ce cours, je me suis intéressé des parties suivantes (conformément au programme et aux fiches matières de ce module : Habilitation du septembre 2012) :  La désignation normalisée, les propriétés et les domaines d’application des matériaux métalliques,  La description des structures d’équilibre, à partir des diagrammes de phases, des alliages binaires (alliages ferreux et non ferreux),  Les traitements d’amélioration des caractéristiques, des propriétés d’emploi et de tenue en service des matériaux métalliques. Dans cette partie (qui est la majeur partie de ce cours), j’ai mis l’accent sur les traitements thermiques dans la masse (recuit, trempe, revenu) ainsi que les traitements superficiels thermochimiques et mécaniques. Ce support, dans cette première version, peut contenir des erreurs, des fautes d’orthographe qui pourront être les objets des remarques des lecteurs (étudiants, collègues…) et qui seront bien mises en considération de ma part pour améliorer ce recueil du point de vue forme, contenu, etc… Finalement, je tiens bien à remercier mes collègues qui m’ont bien aidé, encadré et soutenu pour réaliser ce support et plus particulièrement Mrs GAMMOUDY Khaled (M.A. à ISSAT Gafsa), MOUSSAOUI Mosbah (M.T. à ISET Gafsa) HIDOURI Abdelmoumen Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 1 BUT DU COURS : Développer les capacités de l'étudiant pour analyser le processus d’un tel traitements d’amélioration des propriétés d’emploi et de tenue en service des matériaux métalliques. CODES OBJECTIFS GENERAUX CONDITIONS DE REALISATION DE LA PERFORMANCE CRITERES DEVALUATION DE LA PERFORMANCE OG1 Comprendre et connaître la désignation normalisée, les propriétés et les domaines d’application des matériaux métalliques et les techniques de leurs élaborations. A l’aide d’une documentation de normalisation, l'étudiant devra désigner les principales nuances des matériaux métalliques et connaitre les propriétés qui les distinguent ainsi que leurs applications et leurs méthodes d’élaboration. L'étudiant doit identifier les différentes familles des matériaux métalliques et connaitre leurs propriétés, leurs méthodes d’élaboration et leurs applications industrielles. OG2 Décrire les structures d’équilibre, à partir des diagrammes de phases, des alliages binaires (alliages ferreux et non ferreux) A partir de quelques diagrammes de phase des alliages binaires, l'étudiant devra décrire les structures d’équilibre L'étudiant doit proposer la meilleure solution. OG3 Saisir les traitements d’amélioration des propriétés d’emploi et de tenue en service des matériaux métalliques. A partir de certains données métallurgiques (Diagramme de phase, Diagramme TTT, Diagramme TRC, courbes de revenu ou de vieillissement…) ou des données expérimentales (tableau des valeurs, courbe…), l'étudiant devra être capable d’analyser un tel processus de traitement. L'étudiant doit proposer des traitements d’amélioration à une nuance donnée pour une application bien définie. Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 2 OBJECTIF GENERAL (OG1): Connaitre la désignation normalisée, les propriétés, les domaines d’application des matériaux métalliques et leurs méthodes d’élaboration. CODES OBJECTIFS SPECIFIQUES CONTENU METHODE ET MOYENS EVALUATION DUREE OS1 Saisir la désignation normalisée, les propriétés et les domaines d’application des matériaux ferreux. - Aciers non alliés (aciers au carbone) - Aciers faiblement alliés - Aciers fortement alliés - Influence des éléments d’addition - Fontes - Expose informel. - Data Show - Polycopie. - Formative. -Questions réponses - Exercices. 0.75 H OS2 Connaitre la désignation normalisée, les propriétés et les domaines d’application de quelques matériaux non ferreux à application industrielle. - Alliage d’aluminium - Alliage de cuivre - Expose informel. - Polycopie. - Formative. -Questions réponses - Exercices. 0.75 H Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 3 OBJECTIF GENERAL (OG1): Reconnaître les différentes classes de métaux, les différentes techniques d’élaboration et d’extraction de métaux métalliques CODES OBJECTIFS SPECIFIQUES CONTENU METHODE ET MOYENS EVALUATION DUREE OS1  Connaitre les différentes classes de métaux. Eléments chimiques des alliages Classification des alliages Alliages ferreux Alliages non ferreux Le Fer et les alliages de fer o Le fer o Les fontes o Classification des fontes o Les aciers - Expose informel. - Data Show - Polycopie. - Formative. - Questions et réponses - Exercices. 0.75 H OS2  connaitre les différents processus d’élaboration des métaux ferreux. Elaboration des alliages de fer Elaboration de la fonte brute Elaboration de l'acier Elaboration Les métaux non ferreux Les métaux non ferreux lourds Les métaux non ferreux légers - Expose informel. - Data show - Quelques films de quelques minutes - Polycopie. - Formative. -Questions réponses. - Exercices 0.75 H Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 4 OBJECTIF GENERAL (OG2): Décrire les structures d’équilibre, à partir des diagrammes de phases, des alliages binaires (alliages ferreux et non ferreux) CODES OBJECTIFS SPECIFIQUES CONTENU METHODE ET MOYENS EVALUATION DUREE OS1 Analyser des diagrammes d’équilibre des alliages binaires - Définitions - Règle de phases de Gibbs - Règles d’utilisation - Solidification d’un métal pur ou d’un alliage binaire - Recherche des formules des combinaisons chimiquement définies - Autres exemples de diagrammes (diagrammes complexes) - Expose informel. - Data Show - Polycopie. -Formative. -Questions réponses - Exercices. 3 H OS2 Analyser le diagramme d’équilibre Fer-carbone. - Caractéristiques mécaniques du fer pur - Le fer et ses transformations allotropiques - Alliages ferreux : éléments gènes et éléments gènes - Alliage fer-carbone - Influence de la teneur en carbone et de la structure sur les caractéristiques mécaniques des aciers - Expose informel. - Polycopie. - Formative. - Exercices. 1.5 H Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 5 OBJECTIF GENERAL (OG3): Savoir les traitements d’amélioration des propriétés d’emploi et de tenue en service des matériaux métalliques. CODES OBJECTIFS SPECIFIQUES CONTENU METHODE ET MOYENS EVALUATION DUREE OS1 Savoir d’une façon générale les différentes méthodes d’amélioration des propriétés mécaniques - Introduction - Durcissement par écrouissage - Durcissement par affinement de la taille des grains - Durcissement par solution solide - Durcissement structural par traitement thermique (étude du cas de l’alliage Al-4,5% Cu) - Expose informel. - quelques séquences de films de l’industrie - Polycopie. - Formative. - Exercices. 1.5 H OS2 Savoir et saisir qu’est qu’un traitement thermique - Approche expérimentale - Eléments d’un traitement thermique Les caractéristiques de mise en œuvre et d’emploi concernées. - Les grandes classes de traitements thermiques - Expose informel. - DataShow - Polycopie. - Formative. - Exercices. 0.5 H OS3 Connaitre les paramètres d’austénitisation. - Introduction - Vitesse de chauffage - Température d’austénitisation - Durée d’austénitisation - Grosseur du grain - Expose informel. -Data Show -Polycopie. - Formative. -questions réponses -Exercices. 1.5 H Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 6 OS4 Analyser le processus de la trempe isotherme - Les différents types de transformation isotherme de l’austénite - Lecture des diagrammes TTT - Les traitements thermiques industriels des aciers - Expose informel. -Data Show - Polycopie. - Formative. - Exercices. 3 H OS5 Analyser le processus de la trempe anisotherme - Introduction - Analyse du diagramme TRC - Problème de l’austénite résiduelle Vitesse et diamètre critiques de trempe - Exposé informel -Data show -polycopie -Formative -questions réponses - Exercices 1.5 H OS6 Connaitre le but, les étapes et les différents types de revenu des aciers. - Principe et but de revenu - Différents types de revenu - Evolution des propriétés au cours de revenu - Expose informel. - Dat Show - Polycopie - Formative -Questions réponses - Exercices 1.5 H OS7 Connaitre les étapes et les différents types de recuit des aciers. - Introduction - les différents types de recuit - Expose informel. - Data Show - Polycopie. - Formative. - Exercices. 1 H OS8 Saisir les facteurs influençant la trempabilité des aciers ainsi que les méthodes de détermination - Introduction - Facteurs influençant la trempabilité - Les méthodes de détermination de la trempabilité -Exposé informe - Data Show - Polycopie -Formative -Questions réponse -Exercices 1.5 H Plan du cours Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique Page 7 CODES OBJECTIFS SPECIFIQUES CONTENU METHODE ET MOYENS EVALUATION DUREE OS9 Connaitre le principe et quelques types de traitements superficiels. - Introduction - Traitement mécanique ou par écrouissage - Traitement thermique par trempe après chauffage superficiel - Traitements thermochimiques - Synthèse comparative - Expose informel. - Data Show - Polycopie. - Formative. -Questions réponses -Exercices. 3 H Sommaire Cours de Matériaux Métalliques. Licence appliquée en Génie Mécanique ii SOMMAIRE CHAPITRE 1 MATERIAUX METALLIQUES : DESIGNATION, PROPRIETES ET APPLICATIONS 1 Introduction et définitions 1. Métaux ferreux (aciers et fonte) 2. Métaux non ferreux 1 2 9 CHAPITRE 2 ELABORATION uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-materiaux-metalliques.pdf