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Alliages multi-composants à haute entropie - Concepts, microstructures et propriétés mécaniquesArticle de référence | Réf : N2750 v1
Auteur(s) : Gérard BÉRANGER, Jean-François TIERS, François DUFFAUT
Date de publication : 10 oct. 2009
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Dans les dernières années du XIXe siècle, l'acier a, sauf exceptions parfois célèbres comme la tour Eiffel, largement détrôné le fer et les métallurgistes travaillent à l'amélioration du compromis résistance/ductilité. Ils tentent dans ce but des ajouts de chrome et de nickel, éléments rendus récemment disponibles par les travaux des géologues et des chimistes.
C'est dans ce cadre que la société Commentry-Fourchambault-Decazeville a mis au point, dans son usine d'Imphy, l'alliage dit « NC4 » titrant 20 à 25 % de nickel et 2 à 3 % de chrome qui est reconnu par la Marine et l'Artillerie comme un excellent matériau de blindage.
Cette période est également celle d'un grand mouvement international de normalisation et le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), créé en 1875, s'est vu confier la mission de fournir aux États signataires de la Convention du Mètre des étalons de longueur et de masse parfaitement définis.
Charles-Édouard Guillaume (1861-1938) est dans ce but à la recherche d'un matériau susceptible de remplacer le platine iridié. Se faisant remettre en 1895 des barreaux de NC4, il en mesure le coefficient de dilatation et observe que celui-ci est très éloigné de ce que lui laissait prévoir la loi des mélanges.
Dans une intuition géniale, il en déduit que le diagramme Fe-Ni recèle peut-être une très forte anomalie de dilatation et en a confirmation dès le début de l'année suivante par la mesure des propriétés d'un barreau de Fe 30 % Ni.
Charles-Édouard Guillaume a lui-même raconté comment Henri Fayol (1841-1925), directeur général de CFD, a aussitôt accepté de lui fournir les compositions échelonnées dont il avait besoin.
Avant la fin de 1896 et dix-sept échantillons plus tard, la profonde anomalie est découverte (figure 1) et l'alliage quasi indilatable à 36 % de nickel identifié est baptisé Invar l'année suivante.
Cette découverte et les travaux qui la suivront vaudront à Charles-Édouard Guillaume de recevoir le prix Nobel de physique en 1920, seul prix Nobel jamais attribué à un métallurgiste.
L'explication de cet « effet Invar » a mobilisé les physiciens jusqu'à nos jours. Charles-Édouard Guillaume lui-même a mis en évidence le lien entre dilatation...
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(1) - BÉRANGER (G.), DUFFAUT (F.), MORLET (J.), TIERS (J.F.) - Les alliages de fer et de nickel. - Lavoisier, Tec. & Doc. (1996).
(2) - BÉRANGER (G.), HENRI (G.), LABBÉ (G.), SOULIGNAC (P.) - Les aciers spéciaux. - Lavoisier, Tec. & Doc. (1997).
(3) - BAÏLON (J.P.), DORLOT (J.M.) - Des matériaux. - Presses internationales Polytechnique (2000).
(4) - BÉRANGER (G.), DUFFAUT (F.), MORLET (J.), TIERS (J.F.) - Les alliages de fer et de nickel. - Lavoisier, Tec. & Doc. (1996).
(5) - LAMBRET (E.), SAINDRENAN (G.) - Cent ans d'Invar. - Isitem (1995).
(6) - TROSTEL (H.), TIERS (J.F.) - Les bilames thermostatiques. - « Cent ans après la découverte de l'Invar, les alliages de fer et de nickel », Éditions Lavoisier, p. 378-398 (1996).
1.1 Principaux élaborateurs français d'Invar et d'alliages Fe-Ni
ArcelorMittal Stainless et Nickel Alloys : feuillards laminés à froid, demi-produits, fils, barres, bilames thermostatiques et centre de service http://www.arcelormittal.com/stainlessandnickelalloys/
ArcelorMittal Industeel : tôles http://www.arcelormittal.com http://www.industeel.info
HAUT DE PAGE1.2 Principaux élaborateurs français de superalliages
http://www.arcelormittal.com/stainlessandnickelalloys/
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