Le cuivre et ses alliages Propriétés et applications au BTP Version txt
INTRODUCTION Utilisation date de l’avant antiquité 2ème métal non ferreux consommable, après aluminium Production mondiale de 10 million tonnes /an=abondant (minerai+recyclage) Avec l’or, il est le seul métal coloré
ECONOMIE 15 premiers producteurs
ECONOMIE Prix est déterminé dans la bourse de London Metal Exchange En Novembre 2009,le prix est de 6700 $/tonne En général, le prix est en baisse grâce à la consommation stable et l’augmentation des sites d’exploitation
EXTRACTION Sous forme de sels contenant de 30 à 90% de cuivre Tamisage+concassage+broyage+triage=poudre grossière Flottation dans l’eau+décantation(séparer de la boue qui reste au fond du bain)=concentré de 25 à 40 de cuivre Elaboration métallurgique: de concentrés à plaques à 98% de cuivre: Blisters Affinage: de blisters à cuivre à 99,9%(procédés thermiques et électrolytiques)
TRANSFORMATIONS 1ère transformation: caractérisée par 6 domaines de fabrication: Fils et câbles pour la distribution d’électricité Barres et fils en laiton pour l’industrie de décolletage Tubes pour canalisations Produits laminés pour découpage Barres ou profilés en cuivre Pièces moulées 2ème transformation: fabrication de pièces finies à partir de ces demi-produits Décolletage=fabrication de boulons et accessoires(écrous,rondelles…) Produits laminés=Tôles,bandes minces
Alliages Le cuivre est connue pour sa conductibilité électrique et thermique et sa résistance à la corrosion Alliages de cuivre: améliorer d’autres propriétés
Laitons Alliage à base de cuivre et zinc(de 5% à 45%) L’alliage le plus fabriqué(bas prix de revient) 3 catégories: Laitons simples(uniquement cuivre et zinc): % zinc °C de fusion et conductibilité électrique Résistance mécanique et dureté Laitons au plomb(1 à 4%):insoluble, disséminé en fin globules ->aptitude à l’usinage meilleure que tout les autres alliages industriels Laitons spéciaux: +nickel=résistance mécanique +étain=action de mer
Bronzes Bronze=cuivre+étain(de 3 à 20%) Effet de l’étain est semblable à celui du zinc pour les laitons, mais l’action est plus forte Plus cher que les laitons Aptitude au moulage(alliage de fonderie) Résistance à l’usure et à la corrosion: fabrication de statue et de cloches
Cupro-nickels Cuivre+Nickel Excellente résistance à la corrosion par l’eau de mer Utilisable en milieux marins: Protection des coques de navires Canalisation offshore Cages à poisson (aquaculture)
Cupro-aluminiums Cuivre+Aluminium Résistance à la corrosion chimique Utilisé dans les milieux marins comme: Hélices de navires Gouvernails Pompes
Maillechorts Cuivre+Nickel+zinc Propriétés intermédiaires entre les laitons et les cupro-nickels Moins résistant que les Cupro-nickels, Mais une couleur agréable Utilisables pour la décoration
Cuivre au Béryllium L’alliage le plus performant Caractéristiques analogues à celles de certains aciers, en plus de : Limite d’élasticité élevée Résistance à la corrosion Aptitude au moulage
Récapitulatif Propriétés Conductibilité électrique et thermique+résistance à la corrosion Ductilité et Malléabilité à froid Cuivre et ses alliages Résistance à l’agression de l’eau de mer Cupro-aluminium, cupro-nickel, laitons et bronzes(70% ou plus de cuivre) Aptitude au moulage Bronzes, cuivre au béryllium Usinabilité Laitons Esthétique Maillechorts, Bronzes
Récapitulatif Propriétés Alliage Charge de rupture (MPa) Limite élastique à 2‰(MPa) Allongement(%) Laitons 300-400 100-160 40-45 Bronzes 350-400 180-210 50 Cupro-nickels 150-200 35-50 Cupro-aluminium 300-350 115-150 30-40 Maillechorts 450-500 200
Utilisation dans le bâtiment Chauffage et refroidissement(alternative climatisation) Toitures(couleur, résistance, légèreté % à d’autres produits) Canalisations d’eaux et gaz Câbles et fils électriques Robinetterie et tuyauterie
Bâtiments HQE HQE: Haute Qualité Environnementale Le cuivre : le matériau HQE 100% recyclable, durable Économie d’énergie Propriété antibactérienne Préservation de la qualité d’eaux dans les canalisations