Le document traite des matériaux utilisés en ingénierie, en se concentrant sur les aciers, fontes, alliages de cuivre et aluminium. Il explique leurs compositions, propriétés, classifications et désignations normalisées. Le document inclut également des manipulations de pièces en différents matériaux, avec des exemples spécifiques pour l'interprétation des désignations.

1. LES MATERIAUX

2. LES MATERIAUX
• Objectifs
• Introduction
• Manipulations

3. LES MATERIAUX
Objectifs:
A partir de la partie opératoire d'un système et /ou de
son dossier technique, l'étudiant doit être capable de :
 Reconnaître les matériaux usuels ( aciers, fontes,
alliages de cuivre, alliages d’aluminium ).
 Interpréter la désignation normalisée d’un matériau.

4. LES MATERIAUX
INTRODUCTION

5. Etat de la matière
Etat liquide Etat solide Poudre
Moulage Façonnage Frittage
Moule Moule non
Permanent Permanent
* En coquille *A modèle permanent *A Moule fusible
sous pression -En sable -Cire perdue
* En coquille -En céramique
par gravité -En carapace
* Centrifuge
Sans enlèvement de matière Avec enlèvement de matière Par liaisons permanentes
Formage Découpage Usinage Assemblage
* Soudage
* Cisaillage
* Collage
* Oxycoupage
Métaux * Rivetage
Métaux en * Poinçonnage
massifs feuilles
* Pliage
* Laminage
* Emboutissage
* Estampage
* Forgeage * Fluotournage

6. Non conventionnel Abrasion
Par coupe à l’outil
* Meulage
tranchant * Rectification
* polissage
* Tournage
Energie mécanique Energie chimique Thermochimique
* Fraisage
* Chimique * Laser
* Perçage * Jet d’eau
* Electrochimique * Electroérosion
* Jet d’eau + abrasif

7. LES FONTES LES ACIERS
LES PRINCIPAUX
MATERIAUX
UTILISES EN
MECANIQUE
LES ALLIAGES A LES CUIVRES ET
ALLIAGES DE CUIVRE
BASE D’ALUMINIUM

8. Procédé d’obtention
Minerai de fer
Charbon
Fondant Haut à coke
Fonte Fourneau Laitier
C%>2
Addition Acier
Affinage C%<2
éléments d’alliage

10. LES FONTES
- Composition : FER + CARBONE (% compris entre 2.5 et 6)
- Caractéristiques : T° de fusion entre 1100°C et 1300°C
Masse volumique 7800 Kg / m3
- Hachures utilisés dans un dessin d’ensemble :
Fontes malléables
Fontes à graphite Fontes à graphite
lamellaire sphéroïdale

11. LES FONTES A GRAPHITE LAMELLAIRE
Désignation normalisée
Exemple : EN-GJL 400
Fonte à graphite
lamellaire Résistance minimale à la
rupture Rr en N/mm2

12. LES FONTES A GRAPHITE SPHEROIDALE
Désignation normalisée
Exemple : EN-GJS 400 - 15
Fonte à graphite
sphéroïdale % de l’allongement
après rupture
Résistance minimale à la
rupture

13. LES FONTES MALLEABLES
1- LES FONTES MALLEABLES A CŒUR BLANC :
Exemple : EN-GJMW 450 7
Fontes malléables % de l’allongement
à cœur blanc après rupture
Résistance minimale à la rupture en N/mm2
2- LES FONTES MALLEABLES A CŒUR NOIR :
Exemple : EN-GJMB 350 10
Fontes malléables % de l’allongement
à cœur noir après rupture
Résistance minimale à la rupture en N/mm2

14. LES ACIERS
- Composition : FER + CARBONE (% compris entre 0.1 et 2)
- Caractéristiques : T° de fusion entre 1300°C et 1500C°
Masse volumique 7800 Kg / m3
- Hachures utilisés dans un dessin d’ensemble :
Classification Classification
par emploi par composition chimique

15. Les aciers
faiblement alliés
Les aciers Les aciers
fortement alliés non alliés
CLASSIFICATION
PAR COMPOSITION
CHIMIQUE

16. LES ACIERS NON ALLIES
Désignation normalisée
Exemple : C 40
Aciers non allié
% de carbone

17. LES ACIERS FAIBLEMENT ALLIES
Pour ces aciers aucun élément n’a une teneur supérieure à 5%
Leur teneur en manganèse est égale ou supérieure à 1%
Désignation normalisée
Exemple : 35 Ni Cr Mo 16 - 4
% de carbone % des éléments d’addition
multiplié par un facteur
Symbole des éléments Éléments d’addition Facteurs
d’addition dans l’ordre Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4
des teneurs décroissantes Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti,V, Zr 10
Ce, N, P, S 100
B 1000

18. LES ACIERS FORTEMENT ALLIES
Pour ces aciers un élément au moins a une teneur supérieure
ou égale à 5%
Désignation normalisée
Exemple : X 6 Cr Mo 24 - 11
Acier
fortement % des éléments d’addition
allié
Symbole des éléments
% de carbone d’addition dans l’ordre
multiplié par 100 des teneurs décroissantes

19. Les aciers Les aciers de
d’usage général construction mécanique
CLASSIFICATION
PAR EMPLOI

20. LES ACIERS D’USAGE GENERAL
Désignation normalisée
Exemple : S 235
Aciers d’usage
générale Limite élastique Re
en N/mm2

21. LES ACIERS DE CONSTRUCTION MECANIQUE
Désignation normalisée
Exemple : E 295
Aciers construction
Limite élastique Re en
mécanique
N/mm2

22. LES CUIVRES ET LES ALLIAGES DE CUIVRE
- Caractéristiques : T° de fusion entre 1000°C et 1200°C
Masse volumique 8900 Kg / m3
- Hachures utilisés dans un dessin d’ensemble :
Classification Classification
du cuivre des alliages de cuivre

23. LES CUIVRES
Usage électrique Usage mécanique
Non soudable Soudable Non soudable Soudable
Exemple : Exemple : Exemple : Exemple:
Cu/a1 Cu/c1 Cu/c3 Cu/b

24. LES ALLIEGES DE CUIVRE
ETAIN
CUIVRE
CUIVRE
ZINC
Désignations

25. LES LAITONS
Exemple : Cu Zn 39 Pb 2
Cuivre % des éléments d’addition
Éléments d’addition
LES BRONZES
Exemple : Cu Sn 8 Pb
Cuivre
% des éléments d’addition
Éléments d’addition

26. L’ALUMUNIUM ET SES ALLIAGES
- Caractéristiques : T° de fusion entre 600°C et 700°C
Masse volumique 2700 Kg / m3
- Hachures utilisés dans un dessin d’ensemble :
Aluminium
de fonderie

27. ALUMINIUM DE FONDERIE
Désignation normalisée
Exemple :
A Ŕ S 13
% des éléments
d’addition
Lettre «A»
représente
l’aluminium Éléments d’addition

28. LES MATERIAUX
MANIPULATIONS
• M1 : Meule à main.
• M2 : Poupée mobile.
• M3 : Etau d’établi.

29. M1: Meule à main

30. M1 : MEULE A MAIN
- Dans ce système existe il des pièces en fonte?
Oui.
- Si oui, indiquez leurs repères et écrivez leurs
désignations. Corps rep (7). EN GJL 200
- A l’aide du support de cours, interprétez la
désignation suivante.
EN GJL 200
Fonte à graphite lamellaire Rr=200 N/mm2

31. M1 : MEULE A MAIN
- Quels sont les autres types de fonte ?
Fonte malléable à cœur noir.
Fonte malléable à cœur blanc.
Fonte à graphite sphéroïdal.

32. M1 : MEULE A MAIN
- Sur le dessin d’ensemble coloriez en rouge les
pièces en acier d’usage général.
Ecrou rep (6) et Rondelle rep (9).
- A l’aide du support de cours, interprétez la
désignation suivante: S 185
Acier d’usage général Re=185 N/mm2
- Il existe aussi des aciers dont la désignation
commence par E. Expliquez cette désignation.
Ce sont des aciers de construction.

33. M1 : MEULE A MAIN
- Sur le dessin d’ensemble coloriez en bleu les
pièces en acier non allié.
Roues dentées rep (2) et rep (5).
- A l’aide du support de cours, interprétez la
désignation suivante: C 35
0,35 % de carbone Teneur en carbone
- Pourquoi cet acier est dit non allié ?
Car il ne contient pas d’éléments
d’addition .

34. M1 : MEULE A MAIN
- Sur le dessin d’ensemble coloriez en vert les
pièces en acier faiblement allié.
Pièces rep(3) et rep(4). 30 Cr Ni Mo 8
- A l’aide du support de cours, interpréter cette
désignation.
30 Cr Ni Mo 8
0.3% de carbone
2% de chrome Teneur en chrome
Nickel Molybdène

35. M1 : MEULE A MAIN
- A l’aide du support de cours, interpréter cette
désignation.
X 5 Cr Ni 18 10
Acier fortement
allié Teneur en nickel
0.05% de carbone Teneur en chrome
18% de chrome 10% de nickel

36. M1 : MEULE A MAIN
- A partir du dessin d’ensemble et de sa
nomenclature, indiquer les pièces en cuivre.
Coussinet rep (1) et bague rep (8).
- Ecriver et expliquer leurs désignation.
Cu Sn 35
Métal de base % d’étain
(cuivre)
35% d’étain

37. M1 : MEULE A MAIN
Cu Sn 8 Pb
Métal de base
(cuivre) Traces de plomb
8% d’étain % d’étain
- Quel est le rôle de ces pièces?
Diminuer le frottement et subir l’usure.

38. M2: Poupée mobile

39. M2 : POUPEE MOBILE
1- Les pièces rep (4-14) sont en fonte.
Choisissez parmi ces désignations celle qui est
convenable.
S 185 EN-GJL 250-7 EN AW-Al Si 13
2- Expliquez la désignation choisie.
Fonte à graphite lamellaire avec Rr = 250 N/mm2
et A% = 7% .

40. M2 : POUPEE MOBILE
3- La pièce rep (11) est en alliage de cuivre.
- Choisissez parmi ces désignation celle qui
est convenable.
Cu Sn 14 Pb 9 EN AW-Al Si 13
EN-GJMB 600-4
4- Indiquez si cet alliage de cuivre est du laiton
ou bien du bronze et pourquoi.
C’est du bronze car c’est du cuivre à lequel on a
ajouté de l’étain .

41. M2 : POUPEE MOBILE
5- Compléter le tableau suivant.
Rep Composition chimique Désignation
Acier fortement allié avec
3 0.06% de carbone, 18% de X 6 Cr Ni 18-9
chrome et 9% de nickel.
Fonte à graphite lamellaire
ayant une résistance mini à
4 la rupture Rr=250 N/mm2 et EN GJL 250 -7
un allongement après la
rupture de 7%.

42. M2 : POUPEE MOBILE
Rep Composition chimique Désignation
Acier non allié avec 0.38%
7 de carbone.
C 38
Acier d’usage général avec
9 Re= 185 N/mm2 .
S 185
Cuivre avec 14% d’étain et
11 9% de plomb. Cu Sn 14 Pb 9
Acier faiblement allié avec
0.38% de carbone et 1% de
18 chrome et quelques traces
38 Cr Pb 4
de plomb.

43. M3: Etau d’établi