Travail de physique : alliage à mémoire de forme

Travail de physique : Alliage à mémoire de forme (A.F.M)

Introduction

Alliages à mémoire de forme, métaux pas comme les autres :

Habituellement, lorsqu’un métal ou un alliage ordinaire est soumis à une contrainte, une déformation (à la main par exemple) inférieure à sa limite élastique, (c’est-à-dire plus petite qu’au moment ou il reste déformer sans contrainte) lorsqu’on arrêted’exercé une contrainte, le métal ou alliage en question reprend sa forme initial et la déformation disparait. Il s’agit d’une déformation élastique.
Mais dans le cas où la contrainte exercée est supérieure à la limite élastique du métal ou alliage, ce dernier reste déformé. Cette déformation est dite plastique.
Mais un alliage à mémoire de forme a la capacité, lorsqu’il subit une déformationplastique, de retrouver, via une augmentation de température, intégralement sa forme initiale : c’est l’effet mémoire de forme. Mais ce n’est pas leur seule spécificité.
Le nickel et le titane sont les principaux matériaux constituant les AFM.

Un peu d’histoire, les début des alliages à mémoire de forme :
La mémoire de forme de certain alliage a été découverte en 1930 par Arne Olander sur unalliage composé d’or et de cadmium ainsi qu’en 1932 par Chang et Read. En Puis ensuite en 1938 la mémoire de forme à été étudiée sur un alliage de cuivre et de zinc par Greninger et Mooradian, et en 1963, la mémoire de forme a été mise en évidence sur un alliage de nickel-titane par Buehler et Wiley.
Après cette découverte est apparut la première application de ces alliages sur des avions en 1967. Desmanchons d’accouplement : Les circuits hydrauliques des avions F-14 sont en titane et il y avait des problèmes au niveau de l’assemblage de ces tubes à cause du fait que le métal était difficilement soudable donc difficiles à souder les uns entres les autres. Les manchons en nickel-titane ont aider considérablement de manière simple et efficace. Au refroidissement de ceux-ci, l’alliage à mémoirede forme atteins sa forme spécifique de sa basse température, donc le diamètre de passage augmente. Et une foi à température ambiante, l’AMF retrouve sa forme initiale. Et puis de plus en plus, ces métaux on été utilisé dans l’industrie. Par exemple : l’aéronautique, le biomédical, l’automobile,… Ils ont de multiples fonctions. Dans les années 70 et 80, on a rencontré beaucoup de difficultés auniveau de la mise en œuvre de cette nouvelle technologie. Pendant cette période, divers expériences scientifiques ont été effectués avec ces matériaux pour mettre au point de nouvelles sorte d’alliages, afin de déterminé leurs points faibles, afin de prévoir leurs vieillissement et de mettre au point leurs qualités et leurs failles. L’expérience acquise durant ces années d’étude permet aujourd’huide réaliser des matériaux fiables.

Propriétés de ces métaux
Toutes les propriétés des AMF sont dues à une transformation de phase à l’état solide appelé : Transformation martensitique.

Transformation martensitique

La trempe d’un acier donne naissance à une microstructure extrêmement fine appelée martensite. Elle porte le nom d’Adolf Martens (1850-1914) (métallurgiste allemand).

Leterme transformation martensitique désigne aussi des transitions se produisant dans un certain nombre d’alliages et présentant des caractéristiques identiques.
On parle donc d’austénite : phase mère stable à haute température.
Et de martensite : phase issue de l’austénite par une transformation martensitique. La martensite est également la phase stable à basse température.

La transformationmartensitique possède cinq caractéristiques principales :

· Il s’agit d’un changement de phase à l’état solide dû à une déformation du
réseau cristallin. Cette déformation n’est pas due a la diffusion des atomes (sauts successifs des atomes d’un site à un site libre voisin à travers le cristal) mais à un déplacement globale des atomes sur des distances faibles par rapport aux longueurs des…