Mise en œuvre des matériaux : #2 Les métaux

Comment se caractérise un métal ?

Les métaux composent une famille large d’éléments chimiques. C’est ainsi la famille qui contient le plus d’éléments du tableau périodique. Les métaux se trouvent, pour une grande majorité, dans la nature sous forme de minerai (oxyde, sulfate ou autre) : la Bauxite (minerai d’aluminium), l’hématite et la magnétite (minerai de fer), la chalcopyrite (minerai de cuivre)… Il est aussi possible de trouver des métaux sous forme native grâce aux météorites arrivées sur terre.

Même si tous les métaux font partie d’une même famille, ils ne sont pas semblables, ils ont, en effet, des propriétés et des caractéristiques qui peuvent être bien différentes les uns par rapport aux autres. Néanmoins, tous se caractérisent par des liaisons métalliques qui sont à l’origine des propriétés mécaniques particulières des métaux : ductilité, déformation plastique, brillance…

De nombreux métaux bruts et alliages…

Chaque métal présente des avantages et des inconvénients. L’argent est le meilleur conducteur, le lithium est le plus léger, tandis que le fer, le cobalt et le nickel sont ferromagnétiques. Pour utiliser au mieux leurs propriétés sans subir les points négatifs, ils sont souvent la base d’alliages. Le fer et l’Aluminium sont les plus utilisés. Le fer associé au carbone donne l’acier présent partout dans notre quotidien. L’aluminium est quasiment toujours allié pour changer ses propriétés, mais reste une base appréciée pour sa faible densité.

Le bronze est ainsi un alliage de cuivre et d’étain, le laiton est un alliage de cuivre et de zinc, l’inox est un alliage de fer et de chrome avec du carbone.

Certains métaux ont des propriétés particulièrement étonnantes : le magnésium est inflammable (ancien flash photographique), le potassium est explosif (en présence d’eau), Le mercure est toxique et liquide (à température ambiante).

La mise en œuvre des métaux ?

Grâce à leurs diverses propriétés et la possibilité de les allier, les métaux possèdent de grand champs d’usage possible, ce qui permet de les utiliser partout sous diverses formes. Pour la fabrication. Il est possible de les mettre en forme via de nombreux procédés :

• à froid : pliage, roulage, poinçonnage, découpe, emboutissage, lamage, usinage (voir L’impression 3D…) …
• à chaude : soudage, coulage, déformation, forgeage…

Chaque moyen de travailler le métal va permettre de transformer un peu plus les propriétés mécaniques des pièces. Ainsi la forge renforce la solidité des pièces en créant un fibrage, la trempe renforce la surface du matériau tandis que l’usinage permet une grande précision dimensionnelle pour les zones techniques ou d’assemblage.