TP Matériau Caractérisation Alliages

Caractérisation d'un alliage Pb-Sn

Objectifs du TP

Ce TP est une introduction aux diagrammes des phases. Un diagramme de phase d’un système binaire (deux composants A et B, ici le plomb Pb et l’étain Sn) permet de représenter les domaines de stabilité des phases et des conditions d’équilibre entre plusieurs phases en fonction de deux variables, la température et la composition du composant.

Cette composition est souvent exprimée en pourcentage massique.

On s’intéresse ici au diagramme de phase du système plomb (Pb)-étain (Sn) qui est donné sur la figure ci-dessous.

Dans le cadre de ce TP, nous avons à disposition quatre creusets d’alliage Pb-Sn de composition massique de Sn : 40%, 50%, 70% et de 80%.

A partir des courbes de refroidissement des différents alliages, on peut remonter à la composition nominale d’un alliage eutectique (se dit d’un mélange de corps pur qui fond et se solidifie à température constante et de manière uniforme).

La mesure de la durée changement d'état liquide-solide à température constante (palier eutectique) permet déterminer le diagramme de Tammann (cf figure ci-dessous) et d'en déduire la composition massique d’un composant B (dans notre cas la composition de Pb) dans un alliage A-B.

Se connecter au TP

Vous pouvez suivre ce petit tutoriel vidéo (réalisé par 3 étudiants de 1ière année du BUT Mesures Physiques : Malo Gagne, Lowan Grondin et Noé Heckmann)

Se connecter à la station de travail pcj218-18, lancer l’exécutable TP_Carac_Alliage.exe situé dans le dossier T:\Mphy\Cartable\TP_Composition_Alliage.

L’application permet de lancer/arrêter le chauffage (bouton Chauffer) des 4 échantillons Pb-Sn (40%, 50%, 70% et 80%) et de visualiser en temps réel l’évolution de la température des 4 creusets et de la plaque chauffante.

Il est possible de programmer l’arrêt automatique du chauffage en réglant le minuteur.

Le bouton reset permet de réinitialiser le minuteur. Les données sont sauvegardées lors de l’appui sur le bouton Save. On peut visualiser l’expérience en lançant la webcam (bouton Webcam).

Liens vers documents pédagogiques

Le sujet de TP se trouve dans le même dossier que l'executable (T:\Mphy\Cartable\TP_Composition_Alliage) -> Enoncé-TP_Pb-Sn_Cartable.

On trouvera aussi des supports pédagogiques dans le module de Structure et Propriété des matériaux

Pour en savoir plus

• Schéma technique du TP et synoptique du code embarqué assurant une sécurité (active) vis-à-vis de la plaque chauffante (Yacine Yahi, stage DUT GEII Cachan 2021).