9 • Le cuivre et ses alliages
230
9.6 Les changements d’état
des alliages de cuivre
Néanmoins certaines compositions permettront une précipitation partielle, la deuxième phase étant une solution solide ou un composé intermétallique formé à partir de l’élément d’alliage.
La figure 9.1 en donne un exemple avec un alliage Cu-Zn (Zn > 30 %)
dans lequel peut précipiter Cu 5 Zn 8 (Phase γ). En conditions d’équilibre,
dans des alliages industriels de ce type (30 % < Zn < 44 %), cette phase
est le produit de plusieurs transformations de la solution solide désordonnée de Zn dans Cu (phase β) issue de la réaction péritectique qui
achève la solidification :
– une réaction désordre-ordre qui ordonne la phase β en donnant la phase β′;
– une réaction eutectoïde à 250 °C qui transforme cette phase β′ en un
agrégat constitué par une solution solide de Zn dans Cu et du composé Cu 5 Zn 8 .
Il en est de même pour les alliages Cu-Sn (bronzes) mais, dans les conditions industrielles, le fait que la solidification ait inclus une réaction péritectique engendre des perturbations supplémentaires qui, généralement,
créent de fortes variations locales de structure et donc d’évolutions.
La solidification des cupro-aluminium s’achevant avec une réaction eutectique (1 036 °C), l’agrégat est constitué d’une solution solide de Al dans
Cu (7,4 %) et d’une phase β (AlCu 3 ) qui, au-dessous de 565 °C, subit
(en conditions d’équilibre) une réaction eutectoïde qui la décompose en
une solution solide de Al dans Cu (9,4 %) et en un composé intermétallique Al 4 Cu 9 . Les conditions industrielles perturbent les transformations
et peuvent pratiquement bloquer cette dernière transformation.
Avec les cupronickels, seule apparaît une lacune de solubilité aux températures inférieures à 322 °C. À 200 °C la solubilité de Ni dans Cu est de
l’ordre de 32 % tandis que la solubilité de Cu dans Ni est inférieure à 2 %.
Les conditions industrielles de refroidissement peuvent grandement perturber de telles évolutions et, notamment, maintenir les solutions solides
initiales en sursaturation.
■ Au chauffage
ᮀ À partir d’un état voisin de l’équilibre
Les évolutions au cours d’un chauffage seront essentiellement des mises
en solution des éléments d’alliage précipités.
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9.6 Les changements d’état
des alliages de cuivre
Néanmoins certaines compositions permettront une précipitation partielle, la deuxième phase étant une solution solide ou un composé intermétallique formé à partir de l’élément d’alliage.
La figure 9.1 en donne un exemple avec un alliage Cu-Zn (Zn > 30 %)
dans lequel peut précipiter Cu 5 Zn 8 (Phase γ). En conditions d’équilibre,
dans des alliages industriels de ce type (30 % < Zn < 44 %), cette phase
est le produit de plusieurs transformations de la solution solide désordonnée de Zn dans Cu (phase β) issue de la réaction péritectique qui
achève la solidification :
– une réaction désordre-ordre qui ordonne la phase β en donnant la phase β′;
– une réaction eutectoïde à 250 °C qui transforme cette phase β′ en un
agrégat constitué par une solution solide de Zn dans Cu et du composé Cu 5 Zn 8 .
Il en est de même pour les alliages Cu-Sn (bronzes) mais, dans les conditions industrielles, le fait que la solidification ait inclus une réaction péritectique engendre des perturbations supplémentaires qui, généralement,
créent de fortes variations locales de structure et donc d’évolutions.
La solidification des cupro-aluminium s’achevant avec une réaction eutectique (1 036 °C), l’agrégat est constitué d’une solution solide de Al dans
Cu (7,4 %) et d’une phase β (AlCu 3 ) qui, au-dessous de 565 °C, subit
(en conditions d’équilibre) une réaction eutectoïde qui la décompose en
une solution solide de Al dans Cu (9,4 %) et en un composé intermétallique Al 4 Cu 9 . Les conditions industrielles perturbent les transformations
et peuvent pratiquement bloquer cette dernière transformation.
Avec les cupronickels, seule apparaît une lacune de solubilité aux températures inférieures à 322 °C. À 200 °C la solubilité de Ni dans Cu est de
l’ordre de 32 % tandis que la solubilité de Cu dans Ni est inférieure à 2 %.
Les conditions industrielles de refroidissement peuvent grandement perturber de telles évolutions et, notamment, maintenir les solutions solides
initiales en sursaturation.
■ Au chauffage
ᮀ À partir d’un état voisin de l’équilibre
Les évolutions au cours d’un chauffage seront essentiellement des mises
en solution des éléments d’alliage précipités.