On estime que plus de 70% de la production de cuivre est utilisée à l'état de
cuivre pur pour la fabrication de fils électriques, de laminés, de tubes. Le reste sert
à élaborer les très nombreux alliages de cuivre dont l' importance est considérable. Les
plus fabriqués d'entre eux sont les laitons dénommés cuivre jaune. Viennent ensuite les
bronzes, les cuproaluminiums, les cupronickels, les cuprochromes, les cuprobéryliums, etc..
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Laitons Alliages à base de cuivre contenant de 5 à 45 % de zinc. Laitons simples Laitons simples ou binaires, ils ont pour seuls constituant le cuivre et le zinc.
Au fur et à mesure que la teneur en zinc augment la température de fusion et la
conductibilité électrique de l'alliage diminuent alors que ses qualités de résistance
mécanique et de dureté augmentent. La conductibilité électrique du cuivre a été prise comme référence et sa résistivité
d' une valeur de 1,724.10 -8 W.m à 20 °C à l'état recuit est
l'étalon de mesure. La conductivité du cuivre est alors prise par définition comme étant égale à 100 % IACS (de l'anglais International Annealed Copper Standard.). Seul l'argent a des performances supérieures avec une onductivité de 106 % IACS. Laitons au plomb Laitons de décolletage, ils contiennent environ 40 % de zinc et de 1 à 3 % de plomb.
Ils sont parmi les matériaux ceux qui présentent la meilleure aptitude au décolletage.
En effet, le plomb étant pratiquement insoluble dans les laitons est disséminé en fins
nodules qui provoquent une bonne fragmentation des copeaux lors des opérations de
décolletage sur tour automatique. Les laitons au plomb possèdent d'autre part une excellente malléabilité à chaud mise à profit lors d'opérations de matriçage. Le plomb agit aussi comme lubrifiant. Laitons spéciaux. Très nombreux. Ils résultent de l'incorporation d' un ou plusieurs éléments d' addition
dont les plus fréquents sont Sn, Al, Mn, Ni, Fe, Si, Si, As, etc..
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Les bronzes Alliages à base de cuivre contenant entre 3 et 20 % d'étain. En raison de leur
excellente aptitude au moulage, les bronzes sont largement utilisés en fonderie. Là encore,
s'ajoutent aux bronzes simples ou bronzes binaires, les bronzes plus complexes renfermant
des éléments d' addition supplémentaires tels que P, Zn, Pb. Le bronze est très utilisé dans l' industrie électronique sous forme de bandes fabriquées
par coulée continue et subissant avant le laminage un traitement d' homogénéisation à
haute température. On désigne parfois, d'une façon générale, par le terme bronze des alliages du cuivre avec
un autre métal que l'étain. C'est le cas des bronzes d' aluminium, des bronzes de béryllium,
de nickel, de tungstène, etc.. Densité 8,8. Le bronze est connu depuis longtemps, il a donné son nom à une période de la
préhistoire au cours de laquelle s'est diffusée la métallurgie du bronze. L'âge du bronze
(-2000) à précédé l'âge du Fer (-1000 a.v. J.C. ) On peut distinguer deux types de bronzes :
Les bronzes ordinaires : La teneur en étain varie de 4 à 22 % et peuvent contenir
jusqu'à 5 % de zinc afin d'améliorer les propriétés de fonderie ( œuvres d'art et monnaies ).
Les bronzes spéciaux : Ce sont des alliages cuivre + étain auxquels ont rajoute du nickel,
phosphore, aluminium, plomb, pour en modifier la constitution ( utilisateurs Marine et S N C F ). |
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Cuproaluminiums Alliages à base de cuivre et contenant de 4 à 15 % d'aluminium avec possibilité d'addition simultanée de Fe, Ni, Mn à des teneurs maximales de 5 % pour chacun de ces métaux. |
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Cupronickels Alliages dits de substitution. l'akkiage renfermant 20 % de nickel est l' un des plus
ductiles parmi les alliages commerciaux. Deux métaux A et B répondant à certaines
conditions de taille, de structure cristalline,
d' électronégativité, etc ( règles de Hume - Rothery) peuvent former des solutions solides
de substitution sur l'ensemble du domaine de concentrations. Par exemple, le cuivre et l'or
de même configuration électronoque, de même structure cristalline C.F.C. et de rayons
métalliques voisins ( 128 et 144 pm respectivement) peuvent former une solution
CuxAu1-x en toutes proportions (0 < x <1). Les solubilités mutuelles d' autres métaux plus différents sont limitées. Il apparaît
alors pour des concentrations intermédiaires des phases intermétalliques ou composés
électroniques caractérisés par une structure et des propriétés propres ; c' est le cas
des phases CuZn, Cu5Zn8 et CuZn3.
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Maillechorts Alliages ternaire à base de cuivre et contenant de 20 à 28 % de zinc et de 9 à 26 % de nickel.
Leur résistance à la corrosion est plus faible que celle des cupronickels. Très utilisés en
orfèvrerie où ils peuvent être aisément argentés, chromés ou nickelés.
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Cuivres faiblement alliés Alliages contenant des éléments d'addition en faible quantité représentant en général
une teneur de 1 % au maximum. Les éléments d'addition permettent d'améliorer les
caractéristiques du cuivre sans modifier de façon trop importante les propriétés fondamentales
qui sont ses conductivités électrique et thermique et d'autre part sa résistance à la corrosion. Les principaux sont le cuivre à l'argent, au
cadmium, au tellure, au chrome, au béryllium.
Ce dernier est le plus performant sur le plan mécanique; après un traitement thermique
durant lequel le béryllium précipite sous forme de petites plaquettes, cet alliage présente
des caractéristiques mécaniques analogues à celles de certains aciers sur lesquels il présente
en outre de nombreux avantages : limite d'élasticité élevée, meilleure résistance à la corrosion,
excellente aptitude au moulage, etc..La charge à la rupture d' un alliage chargé à 2 % de Be
peut atteindre 1200 MPa alors que le cuivre recuit seul présente seulement une valeur de
Rm de 230 MPa. La conductibilité esr fortement réduite à 20 % IACS.
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