Propriétés déterminants le choix d’un métal

Rappel

Qu’appelle-t-on masse volumique et la densité ?

Rappel

 La masse volumique est une masse  (en kg) pour l’unité de volume. La densité est la masse d’un corps par la masse de l’eau.

Motivation

Pourquoi la plupart des outils allant au fer sont munis des manches en bois ?

Motivation

C’est pour éviter la transmission de la chaleur.

Annonce du sujet

Qu'allons-nous étudier aujourd'hui?

Annonce du sujet

Nous allons voir les propriétés déterminants le choix d'un métal.

Propriétés déterminants le choix d’un métal.

Compte tenu des fonctions à remplir par le métal.

a. Masse spécifique et densité :

• Masse spécifique : est la masse en Kg par l’unité de volume.
• La densité est le rapport entre la masse du corps à la masse de l’eau pour un même volume.

Ex : masse volumique de l’acier : 7,8 kg/dm³

Quelques densités des métaux

• Métaux légers : magnésium (d=1,7)
• Métaux lourds : Aluminium (d=2,7). Zinc, étain, cuivre, Nickel.
• Métaux très lourds : Argent, plomb, mercure, or, platine (d≠ 10 à 21)

Note : la densité d’un métal peut varier suivant la nature du travail auquel il a été soumis.

b. La conductibilité : les métaux sont de bons conducteurs de la chaleur et de l’électricité.

• Conductivité thermique ou calorifique : à la propriété de transmettre la chaleur.
• Les métaux sont des corps qui conduisent mieux la chaleur, c’est pourquoi les outils et les ustensiles allant au feu sont munis des poignées ou manches en bois ou en bakélite.
• Le Cu conduit mieux la chaleur que l’acier, l’AL mieux que la fonte.

C’est pourquoi, la plupart de culasses d’automobile sont toutes en aluminium car le refroidissement se fait mieux qu’avec la fonte.

Conductibilité électrique : les bons conducteurs de la chaleur, sont aussi un bon conducteur d’électricité, la grande conductivité des métaux est due à la grande mobilité des électrons libres.

Voici l’ordre de la conductivité croissante : fer, zinc, aluminium, argent.

Le cuivre et l’argent sont les plus employés, l’argent est trop couteux.

Ex :

• Le Cu et Al servent pour la fabrication des câbles électriques.
• Le Fe pour la fabrication des ustensiles de cuisine, fil, télégraphique…

C. La dilatabilité : les métaux se dilatent sous l’effet de la chaleur.

Exemple pratique : Pour coller une partie sur un arbre, on la chauffe, l’alésage ↗ elle se dilate. La partie est mise en place, on la laisse refroidir, on obtient ainsi un emmanchement forcé.

Le même cas pourrait être utilisé pour coller un gros roulement à billes sur leur axe.

Cfr. Activité principale