Alliage de fer et de nickel

Un alliage de fer et de nickel est un alliage métallique constitué principalement de fer et de nickel. On appelle souvent aussi alliages de fer et de nickel des matériaux qui sont en réalité des composés intermétalliques du fer et du nickel, ou des assemblages de composés intermétalliques.

Figures de Widmanstätten sur une section d'une météorite de fer. Ces figures sont dues à la séparation d'un alliage Fe-Ni (initialement homogène, à haute température) en deux alliages de richesses en nickel différentes (au cours d'un lent refroidissement). Collection de météorites du département de physique de l'université d'État polytechnique de Californie.

Les alliages de fer et de nickel existent dans la nature sur Terre (fer tellurique et fer météorique^[a]) et dans la Terre (noyau interne^[b]), ainsi que dans divers autres corps du Système solaire (astéroïdes de type M, noyaux planétaires). Dans ce contexte on les qualifie souvent de fer-nickel (Fe-Ni).

De nombreux alliages de fer et de nickel sont produits par l'industrie métallurgique et commercialisés, en raison de leurs propriétés mécaniques, thermiques ou magnétiques. L'industrie chimique utilise aussi certains alliages de fer et de nickel pour leurs propriétés catalytiques.

Inventaire

Le tableau ci-dessous présente un panorama des principaux alliages de fer et de nickel, naturels ou produits de l'industrie.

Nom	Description	Fraction massique de nickel ou formule chimique
Acier maraging	Un acier de grandes résistance mécanique et dureté, tout en gardant une bonne ductilité.	15 à 25 %
Antitaénite (en)	Un composé intermétallique présent dans les météorites.	Fe3Ni[2]
Austénite et fer γ	Le nickel dissous dans le fer γ (un allotrope du fer) ou l'austénite (une solution solide du carbone dans le fer γ) en accroît le champ de stabilité.
Awaruite	Un composé intermétallique présent dans les météorites et dans les serpentinites.	Ni2-3Fe
Cunife	Un alliage de faible coefficient de dilatation thermique (voisin de ceux de certains verres).	20 % (et 60 % de cuivre)
Élinvar	Un acier dont les coefficients élastiques dépendent très peu de la température.	36 % (et 12 % de chrome)[3]
Fer météorique et métal des météorites	Un assemblage de kamacite et de taénite, avec un peu de tétrataénite, d'antitaénite (en) et d'awaruite.	5 à 30 %
Fer tellurique	Un alliage naturel d'origine terrestre, moins riche en nickel que le fer météorique.	0,05 à 4 %
Fernico II	Un alliage de faible coefficient de dilatation thermique (voisin de ceux de certains verres).	31 % (et 15 % de cobalt)
Ferronickel	Un ferroalliage de pureté variable.	20 à 40 %
Fonte brute de nickel	Un ferroalliage de pureté variable, moins riche en nickel que le ferronickel.	moins de 15 %
Invar	Un acier dont le coefficient de dilatation thermique dépend très peu de la température.	36 %
Kamacite	Un alliage naturel, présent dans les météorites (fer météorique).	5 à 12 %
Kovar et Fernico I	Un alliage de faible coefficient de dilatation thermique (voisin de ceux des verres durs), utilisé pour le scellement verre/métal ou céramique/métal.	29 % (et 17 % de cobalt)
Mu-métal	Un acier de forte perméabilité magnétique.	77 % (avec 5 % de cuivre et 3 % de molybdène) ou 80 % (avec 5 % de molybdène)
Ni-resist	Une fonte au nickel de bonne résistance aux températures basses ou élevées, aux variations thermiques et à la corrosion.	10 à 40 %
Noyau terrestre	Le noyau externe (liquide) et le noyau interne (solide) sont principalement constitués de fer et de nickel.	environ 5,5 %[4]
Noyaux planétaires	Les planètes telluriques, certains astéroïdes et certains satellites ont un noyau principalement constitué de fer et de nickel.	variable
Permalloy	Une gamme d'alliages de grande perméabilité magnétique.	45 à 79 % (et 0 à 5 % de molybdène)
Taénite	Un alliage naturel, présent dans les météorites (fer météorique).	25 à 65 %
Tétrataénite	Un composé intermétallique présent dans les météorites.	FeNi