ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME

Lycée Raymond LOEWYALLIAGES A MEMOIRE DE FORME1- HISTORIQUE ET PROPRIETEDes travaux de laboratoires ont permis de mettre en évidence le phénomène demémoire de forme en 1938, sur un alliage d'or cadmium. Il a fallu ensuite attendre1962 pour que l'alliage de nickel-titane montre ce phénomène. Ce produit sera connualors sous le nom de Nitinol. En 1969, ils connaissent un succès industriel dans lesraccords de tuyauterie du F-14 (un millier de pièces par avion, 1000 avions produits).Cet alliage reste d'un coût de production élevé. Dans les années 1980, des alliages àbases de cuivre sont mis en avant, permettant des coûts moins onéreux.Si les orientations industrielles de production de masse de composant à AMF n'a quepeu de succès, ces alliages présentent maintenant un grand intérêt dans desapplications à plus forte valeur ajoutée.La propriété d’une pièce en alliage à mémoire de forme (AMF) est de retrouver saforme initiale par simple réchauffage à une température caractéristique de l’alliage.Cette propriété est connue depuis les années trente, elle se concrétise dans desapplications industrielles à la fin des années soixante. L’intérêt de ces alliages estconstant, mais très peu d’applications ont débouché sur une production de masse, et ledéveloppement de cette technologie reste assez lent.2- COMPOSITION:NiTi :élongation relative maximale de 8 % ; bonne résistance à la fatigue ; cher- Cu - Al - Zn : élongation relative maximale de 4 % à10% ; sensibles au vieillissement ;moins chers que les alliages NiTi- Cu - Al - Ni : élongation relative maximale de 4 % à 10 % ; sensibles au vieillissementsensibles à la fatigue ; moins chers que les alliages NiTiCu-Zn-AlMasse volumique Kg/m 3 7800 -8100Coefficient de dilatationthermiquesModule d'élasticité de la phaseAusténiteCu-Al-Ni7100 -7300Ni-Ti650010 4 . °C-1 17 17 11GPa 70 - 110 70 - 110 90 - 100BTS ACI Les alliages à mémoire de forme 1/ 4

Lycée Raymond LOEWYTempérature de transformation °CDéformation maximale pour uneffet mémoire simple sensDéformation maximale pour uneffet mémoire double sensTempératured'utilisationmaximale-200 /+130-200 /+200-200 /+120% 3 à 6 3 à 6 8% 1 à 2 1 à 2 6°C 140 250 300Les AMF base cuivre développés industriellement sont historiquement certainslaitons contenant de l’aluminium (CuZnAl).Le développement d’applications nécessitant des t° de changement de forme jusqu'à200°C a nécessité la mise au point de certains cupro-aluminiums au nickel contenantjusqu'à 4% en poids de nickel. Ces alliages, aux caractéristiques mécaniques élevées,conservent leur mémoire de forme après des maintiens de 24 heures à 250°C.La stabilité thermique est encore améliorée avec des cupro-aluminiums au béryllium(0,5% en poids), qui peuvent changer de forme entre -200 et 100°C et qui conserventleurs remarquables propriétés après des maintiens de 100 heures à 300°C.Par extension tout matériau qui possède une aptitude à se déformer en fonction de laT° est appelé matériau à mémoire de forme.3- MECANISME D’OBTENTION:4- PROPRIETES:Une phase mère, l’austénite, donne naissance de façonréversible à une phase appelée martensite sous l’effet d’unevariation de t° et, ou, sous l’application d’une contraintemécanique.La transformation complète d’austénite en martensite sedéroule de façon progressive, sur une plage de t° variant de 20 à30°C pour les alliages courants.La transformation martensitique confère au matériau différentes propriétés, dont laplus connue est l’effet de mémoire de forme: ils retrouvent leur forme après unedéformation mécanique ou thermique.Les alliages à mémoire sont aussi super élastiques, ils sont capables de s’allonger demanière réversible (de 3 à 5% couramment en longueur, jusqu'à 10%) sous l’effetd’une contrainte mécanique.Les AMF présentent également des capacités importantes d’amortissement auxchocs ou d’atténuation des vibrations mécaniques dans le domaine de t° de leurtransformation martensitique.BTS ACI Les alliages à mémoire de forme 2/ 4

Lycée Raymond LOEWYAPPLICATIONS POTENTIELLES DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORMEBTS ACI Les alliages à mémoire de forme 4/ 4