Comprendre les métaux non ferreux : types, utilisations et propriétés clés

Les métaux sont omniprésents et se trouvent partout sous des formes et utilisations diverses. Cependant, en fonction de leur teneur en fer, il existe deux types de métaux : ferreux et non ferreux. Mais ici, nous allons vous fournir d'excellentes informations sur les métaux non ferreux.

Alors, qu'est-ce qu'un métal non ferreux ? Quels sont son histoire, ses types, ses applications et ses propriétés ? En quoi diffère-t-il des métaux ferreux ? Continuez votre lecture car nous apportons des réponses à ces questions et à d'autres choses importantes que vous devez savoir sur ce type de métal.

Les métaux non ferreux sont des métaux qui ne contiennent pas de fer ou de ferreux. Par conséquent, tous les métaux sous leur forme pure sont non ferreux, à l'exception du Fer (Fe).

De plus, ce type de métal a tendance à être plus cher que son homologue ferreux. Cependant, leurs propriétés étonnantes, comme la résistance à la rouille et à la corrosion, la facilité de fabrication et l'absence de magnétisme, font que les fabricants passent outre le coût.

Une autre raison pour laquelle les fabricants passent outre le coût de ce métal est sa recyclabilité. Il est plus facile et moins énergivore de recycler les métaux non ferreux que de les extraire. Les processus requis pour les recycler incluent la refonte et le recoulage.

Les métaux non ferreux incluent : cuivre, plomb, nickel, titane et étain. Ils incluent également des métaux précieux comme l'argent, l'or, le tungstène, le vanadium, le mercure et le cobalt. De plus, ces métaux ont une grande variété d'utilisations, y compris la fabrication de différents types de tôles métalliques.

De plus, la source primaire de ces métaux est généralement des composés chimiques tels que les sulfures, silicates et carbonates.

Histoire des métaux non ferreux

En tant que premiers métaux utilisés par les humains pour la métallurgie, les métaux non ferreux ont une riche histoire. Les premiers humains étaient attirés par ces métaux car ils ne corrodent guère.

L'un des premiers métaux non ferreux découverts par l'homme est le cuivre, et cela a signalé le début de l'âge du cuivre. De plus, afin de faire un usage maximal de ce métal, les humains ont dû apprendre l'art du forgeage et du moulage. Le point de fusion bas et la facilité de fabrication ont fait du cuivre le métal de choix de l'homme.

L'âge du bronze a rapidement suivi l'âge du cuivre lorsque les humains ont découvert qu'ils pouvaient allier le cuivre avec l'étain pour produire du bronze.

Les humains ont utilisé les métaux non ferreux pendant une période plus longue que leurs homologues ferreux. En fait, vers 5000 av. J.-C., les humains ont développé une technique pour fabriquer du bronze. Cette technique impliquait la fusion et l'alliage du cuivre avec d'autres métaux comme l'étain et l'arsenic. L'apparition de cette période de fusion et d'alliage a mis fin à l'âge de la pierre, marquant le début de l'âge du bronze.

D'autres métaux non ferreux découverts sont l'or et l'argent. Ces métaux ont pris la place du bois et de la pierre comme ornements humains. Cependant, comme ces métaux sont rares, ils sont utilisés pour fabriquer des articles de luxe.

Aujourd'hui, nous utilisons les métaux non ferreux pour fabriquer des outils, des moteurs de véhicules, des pipelines, de la coutellerie, des câbles électriques, des ornements, et bien plus encore.

Ces métaux ont certaines propriétés souhaitables qui les rendent adaptés aux applications résidentielles, industrielles et commerciales.

Définir les propriétés communes de ces métaux est presque impossible. La raison en est qu'une grande variété de métaux entrent dans cette catégorie. Leurs propriétés vont du tendre et dur au cassant et ductile. Cependant, consulter le tableau de résistance des métaux indiquerait la résistance relative de différents métaux.

Tous les métaux non ferreux partagent certaines propriétés. Examinons ces propriétés.

• Haute résistance à la corrosion et à la rouille : Les métaux non ferreux n'ont pas de teneur significative en fer, ce qui les rend hautement résistants à la rouille et à la corrosion. Cela les rend idéaux pour fabriquer des gouttières, des toits et d'autres applications nécessitant une exposition aux éléments.
• Non magnétiques : Ce type de métal est non magnétique, les rendant idéaux pour les câblages et l'électronique.
• Légers : Ces métaux sont souvent plus légers que les métaux ferreux. La différence de poids est due à la disparité de la teneur en carbone des deux types de métaux. Cependant, vous devez noter que tous les métaux non ferreux ne sont pas légers. Certains métaux comme l'osmium, le plomb et le tungstène sont plus lourds et plus denses que les métaux ferreux comme l'acier.
• Coût : Si vous voulez utiliser des métaux non ferreux pour la fabrication, vous devez savoir qu'ils sont plus chers que leurs homologues ferreux. Il y a deux raisons majeures qui les rendent coûteux. La première est l'offre et la demande de ces métaux. La demande pour les métaux non ferreux dépasse leur offre, les rendant assez chers à acquérir. L'autre raison est qu'ils ont des applications dans diverses industries, allant de l'automobile et l'aérospatiale à l'ingénierie et la construction. Cela signifie que de nombreuses industries recherchent ces métaux qui sont en offre limitée, les rendant plus chers.
• Recyclabilité : Tous les types de métaux sont recyclables. Les métaux non ferreux peuvent être recyclés plusieurs fois avec un risque minimal de dégradation par rapport aux métaux ferreux. Ils conservent également leurs propriétés chimiques pendant le processus. Il est important de recycler ces métaux car ils ne sont pas facilement disponibles. Une autre raison de recycler est que le processus réduit les déchets et protège l'environnement. Il le fait en économisant l'énergie d'extraction des sources naturelles et en diminuant les émissions de gaz qui se produiraient pendant le processus d'extraction minière.

Puisqu'un métal non ferreux est tout métal qui ne contient pas une quantité significative de fer, il existe de nombreux tels métaux dans le monde. Par conséquent, nous ne mettrons en évidence que les plus importants et courants et leurs applications dans la fabrication. Voici quelques exemples de métaux non ferreux et leurs applications.

Aluminium

C'est l'un des métaux non ferreux les plus importants. Cela est en grande partie grâce à sa facilité d'usinage et sa légèreté. Une autre raison pour laquelle l'aluminium est courant est qu'il est le métal de base pour de nombreux alliages. L'aluminium est également l'un des métaux les plus rentables pour l'usinage CNC.

C'est toujours un excellent conducteur, bien que ce métal ne conduise pas la chaleur et l'électricité autant que le cuivre. D'autres propriétés de l'aluminium incluent une excellente malléabilité et ductilité. Du côté négatif, ce métal est relativement cher et devient assez dur après le travail à froid, nécessitant un recuit.

L'alliage d'aluminium a des applications dans une gamme diversifiée d'industries. Il est léger et idéal pour fabriquer des avions, des pièces automobiles et des yachts. Il est également utilisé pour fabriquer des articles du quotidien comme des canettes de boisson, des casseroles et des cadres de vélo.

Cuivre

Le cuivre et ses alliages, le laiton (cuivre et zinc) et le bronze (cuivre et étain), ont des utilisations diverses dans plusieurs industries. Cela est dû à ses propriétés de haute conductivité électrique, ductilité, conductivité thermique et résistance à la corrosion. Lorsqu'il n'est pas allié, il est tendre et ductile.

Ces propriétés rendent le cuivre et ses alliages bons pour la fabrication de vaisseaux de chauffage et d'échangeurs de chaleur. Sa haute conductivité électrique le rend idéal pour les moteurs et le câblage. De plus, le cuivre a des applications dans la production de raccords de plomberie, de matériaux de toiture, de statues et d'ustensiles de cuisine.

Du côté négatif, le cuivre est assez cher, et les fils faits avec ce matériau sont généralement sensibles à la corrosion. Il perd également sa forme puisque le matériau est tendre.

Connexe : Examen de la différence entre Laiton vs Bronze vs Cuivre

Nickel

Le nickel est un autre métal non ferreux courant. Les propriétés de ce métal argenté incluent la résistance à la corrosion, la ténacité et la tolérance à la température. Bien que ce métal existe sous forme pure, cette forme a des applications minimales.

Cependant, ce métal acquiert d'excellentes propriétés mécaniques et chimiques lorsqu'il est allié avec d'autres éléments. Cela lui donne une application dans la section chaude des avions, automobiles et équipements marins, ainsi que dans la production d'équipements cryogéniques.

De plus, le nickel peut résister à la corrosion même à haute température, ce qui en fait un bon matériau pour produire des clous, des tuyaux et des blindages.

Zinc

Le zinc, utilisé à la fois comme métal autonome et comme élément d'alliage, a une gamme diversifiée d'utilisations. L'une de ses utilisations les plus populaires est l'alliage avec le cuivre pour former du laiton.

Une autre application du zinc est comme élément de galvanisation. Les métaux galvanisés avec de l'acier ont une meilleure résistance à la corrosion. Cela donne au zinc des applications dans la production de poteaux d'éclairage, d'échangeurs de chaleur, de toits métalliques, de garde-corps, de carrosseries de voitures et de ponts suspendus. Il a également une utilisation dans la protection cathodique comme matériau d'anode pour les batteries.

Une autre utilisation du zinc est son oxyde qui a une application dans la fabrication du caoutchouc. Il aide à disperser la chaleur pendant la fabrication du caoutchouc.

Plomb

Ce métal a de nombreuses applications et est le métal non ferreux courant le plus lourd. De plus, le plomb est toxique et cause des dommages à la santé humaine. Ce métal, résistant à la corrosion et lourd, a une application dans la production de peintures, carburants et balles.

Le plomb est un mauvais conducteur d'électricité mais est ductile, dense et malléable. À l'exposition à l'air, le plomb subit un changement de couleur. Il a également des applications dans la production de gaines de câbles, de verre de cristal au plomb et de ceintures de lest pour la plongée. Ses principales utilisations dans le monde d'aujourd'hui sont dans la production de cuves d'acide, de câbles d'alimentation et de batteries. Cependant, le plomb est chimiquement inerte. Cela signifie qu'il ne réagit pas avec beaucoup de produits chimiques.

Argent

L'argent est un métal relativement tendre avec une apparence lustre et brillante. C'est un métal avec la meilleure conductivité thermique et électrique, hautement malléable et résistant à la corrosion.

L'argent est utilisé dans de nombreuses industries, de la technologie solaire et l'électronique au brasage et au soudage. D'autres applications de l'argent incluent les paliers de moteur, la monnaie, la purification de l'eau, la vaisselle, la médecine et la joaillerie. D'autre part, il a la plus faible résistance de contact de tous les métaux.

Or

L'or est l'un des métaux non ferreux avec une grande malléabilité. Il est également ductile et résistant à la corrosion. L'or ne réagit pas avec d'autres produits chimiques, donc il y a peu de risque de dégradation due aux réactions chimiques. De plus, ce métal a une excellente conduction thermique et électrique.

Il a des applications dans la production de bijoux, comme les colliers, bagues et bracelets. Il sert également de monnaie légale pour la finance et l'investissement. De plus, sa conductivité électrique le rend idéal pour l'utilisation dans la production d'appareils électroniques et informatiques. L'or est également utilisé dans la fabrication de verre coloré et pour la restauration dentaire en médecine et dentisterie.

Titane

Ce métal a un excellent rapport résistance/densité ainsi qu'une résistance à la corrosion. Un alliage de ce métal avec l'aluminium et le fer crée un métal léger mais résistant.

Non allié, la résistance du titane est comparable à certains aciers, bien qu'il soit moins dense. Ce métal a des applications dans plusieurs industries, notamment l'agriculture, le médical, le sport, le militaire, l'aérospatial et l'automobile.

Métaux non ferreux pour usinage ou moulage

Le processus de moulage en sable, le processus de moulage en coquille (moulage sous haute pression et moulage permanent à basse pression) et le moulage à la cire perdue sont les méthodes de moulage idéales pour ces métaux.

Avec des propriétés telles que faible densité, haute conductivité, résistance à la rouille et à la corrosion, haut rapport résistance/densité et capacité non magnétique, les métaux non ferreux sont idéaux pour les applications structurelles. Ils sont également idéaux pour la fabrication de pièces métalliques.

Les fabricants raffinent ces métaux par électrolyse. Pendant le moulage, les fabricants ajoutent le métal dans le fer utilisé pour le processus de moulage avant le coulage. Le but est d'obtenir une fonte spéciale ou un acier allié avec des propriétés améliorées. Les propriétés vont souvent de la résistance à la chaleur et à la corrosion à la résistance à l'usure.

Quels métaux sont non ferreux ou ferreux ? Le métal ferreux contient une quantité significative de fer, tandis que le métal non ferreux ne contient pas de fer. Les deux types de métaux ont des propriétés et attributs qui les rendent désirables.

Les fabricants valorisent les métaux ferreux pour leur durabilité et leur résistance. Ce qui en fait les matériaux idéaux pour l'industrie de la construction. Les métaux ferreux courants incluent l'acier allié, l'acier au carbone, le fer forgé et la fonte. Cependant, la teneur en carbone et en fer des métaux ferreux les rend sensibles à la rouille lors de l'exposition à l'humidité. Le seul métal ferreux qui résiste à la rouille est le fer forgé, et cela est dû à sa faible teneur en carbone.

D'autre part, les métaux non ferreux sont résistants à la rouille et à la corrosion. Cela les rend idéaux pour fabriquer des panneaux extérieurs, des toits, des gouttières et des tuyaux liquides. Ils sont également hautement malléables, les rendant adaptés à la création d'ornements et de bijoux.

De plus, les métaux non ferreux ont des propriétés et attributs qui les rendent très demandés, de la légèreté à la capacité non magnétique. Être non magnétique les rend idéaux pour le câblage et les applications électroniques. Les exemples courants de métaux non ferreux incluent : aluminium, argent, zinc, cuivre, or, titane, plomb et nickel.

Conclusion

Les métaux non ferreux ont des propriétés qui leur donnent des applications dans plusieurs domaines. Cependant, ils sont en offre limitée, les rendant plus chers que les métaux ferreux. Les métaux non ferreux courants incluent le titane, l'argent, le cuivre, l'or, le plomb, le zinc et le nickel.

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