Explorer les métaux non ferreux : types, propriétés et applications industrielles

Les métaux non ferreux sont des métaux ou alliages qui ne contiennent pas d'appréciable quantité de fer et ils sont de différents types. Ces métaux sont spéciaux grâce à leurs propriétés qui incluent la malléabilité, le non-magnétisme, la haute conductivité, la résistance à la corrosion et le faible poids.

Même si presque tous ces types de métaux non ferreux sont plus coûteux que les métaux ferreux, ils servent la plupart des usages industriels tels que toitures, tuyaux, installations électriques et gouttières. Ils conviennent aussi aux environnements hautement corrosifs comme les pipelines pour liquides, produits chimiques et égouts.

En raison de leur non-magnétisme, ces types de métaux sont utilisés dans de nombreux appareils électriques et électroniques. Certains métaux non ferreux comme l'aluminium ont un faible poids, le cuivre a une conductivité plus élevée, et le zinc est non magnétique et résistant à la corrosion.

Types de métaux non ferreux

Les types les plus courants et importants de métaux non ferreux incluent l'aluminium, le cuivre, le plomb, le nickel, l'étain, le titane, le zinc et le laiton. Ils sont utilisés dans les processus industriels. Certains métaux non ferreux précieux incluent l'argent, l'or et le platine.

Aluminium

L'aluminium est un type de métal non ferreux obtenu à partir de bauxites. Il consiste en de l'oxyde d'aluminium impur avec de l'eau combinée et libre, et de l'argent et de l'oxyde de fer comme impuretés. Il peut être extrait en grandes quantités par un processus de réduction électrolytique.

Alliages d'aluminium

Le but de l'ajout d'éléments d'alliage est d'améliorer les propriétés mécaniques (dureté, qualités d'usinage, résistance à la traction, fluidité pour la coulée, et d'augmenter la résistance à la corrosion). Ces types de métaux non ferreux sont aussi utilisés sous forme coulée ou forgée ("forgé" signifie travaillé d'une certaine façon : par exemple, forgeage, laminage, étirage profond, etc.). Et les propriétés de certains de ces alliages peuvent être améliorées par certains traitements thermiques, tandis que pour d'autres, les seuls changements sont ceux résultant du recuit ou de l'écrouissage.

Cuivre

Les cuivres sont les types de métaux non ferreux les plus importants utilisés dans le monde à l'état pur, sous forme d'alliages, et comme élément d'addition. Ils sont utilisés pour influencer les propriétés d'autres métaux comme : bonne conductivité électrique et thermique, malléabilité et ductilité, facilité à former des alliages, et résistance aux effets corrosifs de l'atmosphère par la formation d'une couche protectrice d'oxydes. Ces types de métaux non ferreux sont facilement identifiables par leur couleur rouge chaude distinctive.

Alliages de cuivre (Laiton)

Le terme laiton couvre une large gamme d'alliages cuivre-zinc avec une gamme correspondante de propriétés et applications. Dans ces types de métaux non ferreux, leur teneur en cuivre dépasse 80 % et l'alliage est connu comme "métal de dorure". Il a une couleur dorée riche et est utilisé dans les travaux de décoration. Les laitons trouvent de nombreuses applications en ingénierie, non seulement parce qu'ils offrent une résistance marquée aux éléments corrosifs, mais aussi parce qu'ils peuvent être facilement laminés, pressés, forgés, extrudés, étirés, coulés, usinés, et assemblés par brasage fort ou tendre.

Bronze

Les bronzes sont des types de métaux non ferreux qui couvrent une gamme d'alliages cuivre-étain. Cependant, le terme est utilisé de manière large pour décrire d'autres alliages à base de cuivre. Avec un ajout de 10 % ou plus d'étain au bronze, comme le bronze phosphoreux. Il est largement utilisé dans la fabrication de cordes. Les bronzes phosphoreux à teneur en étain plus élevée (6 à 12 %) sont largement utilisés dans les paliers et pour les coulées d'ingénierie, tandis que le bronze avec 20 % d'étain est utilisé pour la fabrication de cloches.

Bronze d'aluminium

Les alliages cuivre-aluminium (sans étain) sont des types de métaux non ferreux utilisés dans le génie maritime et général. Ils sont souvent utilisés là où la résistance à la corrosion, une bonne résistance et dureté sont les conditions de service à hautes températures.

Bronze au manganèse

Des "laitons" spéciaux à haute résistance à la traction et avec une bonne résistance à la corrosion contiennent du manganèse, de l'étain, du fer et de l'aluminium.

Alliages cupro-nickel

Un certain nombre d'alliages cupro-nickel sont classés comme types de métaux non ferreux couramment utilisés. Avec une teneur en nickel de 5 %, ils augmentent grandement la résistance à la corrosion. Aussi, avec environ 15 % de nickel ou plus, l'alliage a une couleur blanc-gris ; avec 25 % de nickel, l'alliage est utilisé dans la monnaie britannique "argent" actuelle.

Les alliages cupro-nickel sont utilisés dans les tubes de condenseurs où une haute résistance à la corrosion par l'eau de mer est requise. Le métal Monel, avec 29 % de cuivre, 68 % de nickel et de petites quantités de fer et manganèse, offre de bonnes propriétés mécaniques avec une très bonne résistance à la corrosion et est utilisé dans les installations de génie chimique et les composants de moteurs à combustion interne soumis à de hautes températures.

Plomb

Le plomb est le plus lourd de tous les types de métaux non ferreux avec une densité de 11,3. Il est très tendre et malléable et se coupe facilement à la scie à main ou au couteau. Il a un éclat argenté quand il est fraîchement coupé mais la surface ternit rapidement à l'air, formant un film protecteur d'oxyde.

Ces métaux non ferreux sont résistants à de nombreux acides mais curieusement, attaqués par l'eau pure. Le plomb a un point de fusion bas (330 °C) et est un composant essentiel dans un certain nombre d'alliages, par exemple, les plombiers et étainiers sont alliés avec de l'étain en proportions variables.

Étain

L'étain est un métal blanc montrant une teinte jaunâtre. Il est très malléable et peut être laminé en feuille d'étain, mais ses utilisations principales sont dans l'étamage, principalement dans l'industrie de la conserve. Aussi, comme élément d'alliage dans les métaux de palier. Il est aussi utilisé dans la fabrication de brasures tendres. L'étain a un point de fusion très bas d'environ 232 °C.

Zinc

Le zinc est un métal luisant, blanc bleuté, qui montre une bonne résistance à la corrosion atmosphérique. Cette propriété est utilisée à bon escient dans la galvanisation de la tôle, tuyaux, fils, clous, etc., le revêtement de zinc étant donné par trempage dans un bain de zinc en fusion. En plus de ces types de métaux non ferreux, ils sont utilisés dans les alliages cuivre-zinc. Ils sont aussi utilisés dans une gamme d'alliages de zinc pour le moulage sous pression.

Les alliages contenant du zinc, du cuivre et de l'aluminium sont utilisés dans une large gamme d'articles, incluant carburateurs, pièces de machines à laver, jouets modèles, etc. Le concentré de zinc est filtré puis rôti pour former un sinter d'oxyde de zinc qui est ensuite mélangé avec de l'anthracite, du charbon bitumineux et de l'argile et pressé pour former des briquettes.

Regardez la vidéo ci-dessous pour apprendre sur les métaux non ferreux :

C'est tout pour cet article, où nous avons discuté des divers types de métaux non ferreux et de leurs utilisations. J'espère que vous en avez beaucoup appris, si c'est le cas, partagez avec d'autres étudiants. Merci pour votre lecture, à la prochaine !