Les métaux non-ferreux constituent un groupe très diversifié qui comprend de nombreux métaux et alliages. Ces matériaux aux propriétés variées trouvent de multiples applications en métallerie, chaudronnerie et ferronnerie.
Qu’est-ce qu’un métal non-ferreux ? Quels sont les principaux métaux non-ferreux ? Explications.
Les métaux non-ferreux : définition et avantages
Les métaux sont classés en deux grandes catégories :
- les métaux ferreux : fer à l’état pur et alliages composés d’au moins 90 % de fer pur (fonte et aciers) ;
- les métaux non-ferreux : tous les autres métaux ainsi que leurs alliages.
Les métaux non-ferreux produits en plus grande quantité par l’industrie sont le cuivre, l’aluminium, le plomb, le zinc et l’étain. Ce groupe comprend également les métaux précieux et semi-précieux comme le titane.
Les métaux non-ferreux sont souvent issus de minerais. Ces matières premières subissent un traitement mécanique et chimique avant leur transformation en barres ou lingots. Le recyclage de déchets métalliques pour la fabrication de nouveaux produits réduit considérablement l’impact sur l’environnement.
Le prix des métaux non-ferreux est généralement plus élevé que celui du fer, de la fonte ou de l’acier. Cependant, ces matériaux sont recherchés par les industriels en raison de leurs propriétés. Un poids plus léger ou une meilleure résistance à la corrosion justifient le choix d’un métal non-ferreux.
Le cuivre et ses alliages
Le cuivre (symbole Cu) est l’élément chimique de numéro atomique 29. Ce métal lourd et très malléable, de couleur rouge dorée, est l’un des seuls métaux non-ferreux à exister à l’état natif. Le cuivre appartient à la même famille que l’or et l’argent, et constitue, comme ces derniers, un excellent conducteur de chaleur et d’électricité. Il est principalement utilisé pour la fabrication de fils et câbles électriques.
Le cuivre entre également dans la composition de nombreux alliages :
- Le bronze : alliage cuivre-étain contenant au moins 60 % de cuivre.
- Le laiton : alliage composé majoritairement de cuivre (entre 60 et 90 %) et de zinc.
- Le cupronickel : alliage à base de cuivre avec 10 à 30 % de nickel.
Le cuivre et ses alliages possèdent une bonne résistance à la corrosion. Contrairement au fer, ces matériaux ne rouillent pas, mais se couvrent d’une couche d’oxyde protectrice appelée vert-de-gris. Ce dépôt est responsable de la couleur verte des statues en bronze ou des toitures en cuivre.
L’aluminium
L’aluminium (Al) est le treizième élément de la classification périodique. C’est un métal gris clair argenté, très malléable, bon conducteur électrique et thermique. Beaucoup moins dense que le fer, c’est un matériau léger, très apprécié dans l’industrie aéronautique pour son excellent rapport poids-résistance. Il est également utilisé dans le secteur agroalimentaire pour les emballages et canettes de boisson.
Comme l’inox (acier inoxydable) et le cuivre, l’aluminium résiste à la corrosion grâce à la formation d’une couche d’oxyde métallique protectrice, l’alumine. Son point de fusion est plus bas que celui du fer et de la plupart des aciers, ce qui le rend plus facile à couler.
Le grand inconvénient de l’aluminium est son prix élevé, car il n’existe pas à l’état pur dans la nature. Il est extrait de la bauxite, une roche sédimentaire, grâce à un traitement par électrolyse qui consomme beaucoup d’énergie. Le recyclage des déchets en aluminium permet cependant de diminuer le coût de production.
L’étain et le plomb
L’étain (Sn) et le plomb (Pb) possèdent les numéros atomiques respectifs 50 et 92. Ces deux métaux non-ferreux appartiennent au même groupe chimique.
De couleur gris-bleu, le plomb est un métal très malléable qui présente une bonne résistance à la corrosion et aux perturbations électromagnétiques. Il est employé dans l’industrie automobile pour la fabrication d’accumulateurs, et comme écran de protection contre les rayons X.
L’étain est un métal brillant et tendre à température ambiante, utilisé pour la soudure. L’étamage est un traitement de surface qui consiste à recouvrir d’étain un métal pour le protéger de la corrosion.
Le nickel et le zinc
Le nickel (Ni) porte le numéro atomique 28. C’est un métal gris-blanc malléable, dur et facile à polir. Il est présent dans certains alliages, notamment dans les pièces de 1 et 2 euros : la partie blanche est en cupronickel et la partie jaune en laiton.
Le zinc (Zn) est l’élément chimique de numéro atomique 30. Ce métal lourd de couleur gris clair est peu utilisé seul. Sa principale application est le zingage ou galvanisation, un traitement de surface qui consiste à réaliser un dépôt de zinc sur une pièce en métal ferreux pour éviter sa corrosion.
Les métaux non-ferreux précieux et semi-précieux
Les métaux précieux (or, argent, platine, etc.) appartiennent au groupe des métaux non-ferreux. Traditionnellement employés pour la fabrication de bijoux, ces métaux aux prix très élevés sont également des produits d’investissement et des matières premières essentielles dans l’industrie.
D’autres métaux non ferreux moins recherchés, mais rares ou se raréfiant sont qualifiés de semi-précieux. Il s’agit notamment du titane (Ti) et du cuivre. Le titane est un métal blanc brillant associant légèreté et résistance. Utilisé dans le secteur médical, l’automobile et l’aéronautique, il représente 6 à 9 % du poids d’un avion.
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