Brevet FR2003806A1 — publié le 19691114

20Û3Ô06 La présente invention, se rapporte à des objets métalliques travaillés à chaud en alliages aluminium-zinc-magnésium qui sont résistants du point de vue mécanique, soudables,- et qui ont une grande résistance à la corrosion. En dosant judicieusement 5 la teneur en zinc, magnésium et manganèse de l'alliage d'aluminium et en traitant cet alliage au-dessus de sa température de solution, on peut obtenir une grande résistance par un simple refroidissement à l'air suivi d'un vieillissement (naturel ou artificiel), Les grandes résistances des objets en alliage d'alûmi— 10 nium de l'invention sont obtenues sans avoir recours à un traitement thermique séparé ou ultérieur et à un trempage après le traitement, éliminant ainsi la nécessité de disposer d'un four de revenu et d'un équipement auxiliaire coûteux. C'est ainsi, par exemple, que des éléments extrudés de ces alliages peuvent 15 être refroidis à l'air à leur sortie de la filière, que des plaque» peuvent être refroidies à l'air après l'opération de laminage à chaud et que des pièces forgées peuvent être refroidies à l'air à la sortie de la presse de forgeage. Ainsi, l'invention présente un intérêt tout particulier dans les cas où l'on ne 20 dispose pas d'un four de revenu et d'une cuve de trempe# On sait depuis longtemps que les alliages à base d'aluminium contenant des quantités appréciables de zinc et de magnésium peuvent être rendus très résistants par un traitement thermique de revenu et par un vieillissement ou une maturation. 25 Bien que les alliages Al-Zn-Mg ainsi traités puissent développer une grande résistance mécanique, ces alliages sont extrêmement sensibles à la corrosion sous contrainte, c'est à dire que ces alliages sont sujets à la fissuration quand ils sont soumis en même temps à des efforts de tension ou de traction et à une ac-30 tion corrosive. Le problème de l'amélioration des alliages Al-Zn-Mg, c'est à dire l'obtention d'une grande résistance jointe à une meilleure immunité contre la corrosion sous contrainte, a fait l'objet de nombreuses recherches. Divers éléments d'addition ont été ajoutés aux alliages ternaires en vue d'améliorer leur 35 résistance à la corrosion sous contrainte,, De même, divers procédés de chauffage, de trempe et de vieillissement ont été imaginés afin de diminuer la sensibilité à la corrosion sous contrainte. Les éléments d'addition ont une forte influence sur les alliages du type Al-Zn-Mg. On utilise couramment le cuivre comme Mil ORIGINAL 69 07096 69 07096 élément d'addition, celui-ci augmentant la résistance mécanique de l'alliage après une trempe rapide, ainsi que la résistance à la corrosion sous contrainte. Toutefois, le cuivre augmente aussi la sensibilité à la vitesse de trempe des alliages Al-Zn-5 Mg, c'est à dire qu'il devient nécessaire de tremper l'alliage rapidement à partir de sa température de solution pour obtenir la grande résistance recherchée© XI est également connu d'ajouter une petite quantité de chrome aux alliages aluminium-magnésium-zinc pour éviter la 10 corrosion sous contrainte, mais si cette addition résoud un problème, elle en crée un autre. En effet, l'incorporation du chic— me dans l'alliage augmente la sensibilité à la vitesse de trempe* Une trempe rapide devient difficile à réaliser quand l'objet a une grande section ou épaisseur, par exemple quand il s'agit de 15 pièces forgées ou extrudées de forte section ou de plaques épaisses» En conséquence, le but principal de l'invention est de fournir un objet en alliages aluminium-zinc-magnésiusi ayant une sensibilité minimale à la vitesse de trempe et qui peut être 20 trempé à l'air tout en maintenant avantageusement des niveaux élevés de résistance mécanique, de résistance à la corrosion sous contrainte, d'extrudabilité et de soudabilité# L'invention est oriantée vers des objets usinés à chaud en un alliage exempt de cuivre et de chrome à base d'aluminium composé essentielle—, 25 ment de zinc et de magnésium dans les proportions, exprimées en pourcentages en poids, indiquées sur le diagramme ternaire de la fig0l, dans la zone délimitée par les lignes A-B, B-C, C-D et D-A, le manganèse se situant entre 0S2 et 0,5 %t le reste étant de l'aluminium et des impuretés normales, l'invention comprenant 30 également le procédé de fabrication desdits objets usinés à chaud» , D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux diverses 35 figures du dessin annexée La présente invention est fondée sur la découverte que par un réglage judicieux des principaux composants de l'alliage, notamment du zinc, du magnésium et du manganèse, la sensibilité à la vitesse de trempe de l'alliage peut Être suffisamment abais- 3 AD 0 Ri GIN AL 69 07096 sée pour permettre une trempe à l'air à partir de la températur d'usinage à chaud, au-dessus de la température de solution, par un refroidissement à travers la plage critique de 316-204°C à u ne vitesse de 5/90 à 95/90°C/SEC. Ceci permet à un objet en 5 alliage usiné à chaud d'être ensuite vieilli pour obtenir une grande résistance sans avoir recours à un traitement thermique spécial après l'usinage. De plus, les alliages de l'invention présentent une grande résistance à la corrosion sous contrainte et, en outre, ont de bonnes propriétés d'extrusion et de soudag» 10 Les alliages de l'invention qui sont particulièrement bien adaptés à l'extrusion se composent essentiellement de zinc et de magnésium dans la proportion indiquée sur le diagramme ternaire de la fig.l dans la zone délimitée par les lignes UX, XY, YZ et ZU} Mn 0,20-0,50 %, le reste Al et impuretés normales. Un allia-15 ge à usage général pour l'usinage à chaud, en particulier pour le laminage, et qui présente une grande résistance à la corrosic sous contrainte, se compose essentiellement de zinc et de magnésium dans la proportion indiquée sur le diagramme ternaire de la fig.l dans la zone limitée par les lignes AU, UV, UW, WD et 20 DA; Mn 0,20-0,50 %, le reste Al et impuretés normales L'invention sera décrite en regard de la fig.l qui est un diagramme ternaire pour lequel on a porté les teneurs en zinc ei en magnésium des alliages d'aluminium conformes à celle-ci. La zone limitée par les lignes AB, BC, CD et DA définit les teneurs 25 en zinc et en magnésium des alliages de l'invention, tandis que les zones limitées par les lignes AU, UV, VW, WD et DA et les lignes UX, XY, YZ et ZW définissent respectivement les teneurs en zinc et en magnésium de certains alliages qui ont des propriétés particulières et/ou qui sont particulièrement adaptés à un 30 procédé d'usinage à chaud donné. La fig.2 est un diagramme illustrant l'influence des condi tions de préchauffage et des additifs d'alliages Cr et Mn sur la limite élastique ou de résistance d'un alliage Al-Zn-Mg refroidi à l'air et vieilli artificiellement (revenu-T5) ayant la forme 35 d'une plaque de 25 mm. La présente invention présente une vaste gamme d'alliages Al-Zn-Mg-Mn qui ont une sensibilité minimale à la vitesse de trempe tout en conservant une grande résistance mécanique, une grande résistance à la corrosion sous contrainte, jointes à une 69 07096 """ 20Û38Ô6 bonne extrudabilité et soudabilité. La très faible sensibilité à la vitesse de trempe peut être avantageuse dans la fabrication d'alliages d'aluminium pouvant être traités par la chaleur, en particulier dans le cas 5 d'objets de forte section. C'est ainsi, par exemple, que les frais d'un traitement thermique dans un four peuvent être évités lorsque l'alliage semi-fini peut être trempé par refroidissement dans l'air à partir de sa température d'usinage, au-dessus du point de solution de l'alliage0 A cet égard, des éléments extru-10 dés peuvent être refroidis à l'air à leur sortie de la filière et des plaques peuvent être refroidies de la même façon après le laminage à chaud. La température de solution des alliages Al-Zn-Mg-Mn selon l'invention est généralement inférieure à 370°C, température qui est dans le domaine des températures d'usinage 15 à chaud. De plus, de grandes pièces formées à chaud, telles que des segments de sphères cryogéniques, peuvent être traités par un refroidissement à l'air à partir de leur température d'usinage au-dessus de la température de solution de l'alliage. Le problème des gauchissements ou des gondolages résultants d'une trempa 20 énergique dans l'eau est supprimé.» De plus, les alliages de l'invention peuvent avantageusement être utilisés dans dès structure» soudées complexes, telles que des bâtis de machine. Après le soudage, la structure peut être traitée par un refroidissement à l'air à partir de sa température de solution sans que se pro-25 duise le gauchissement qui résulterait d'une trempe énergique dans l'eaUo Les alliages de la présente invention se composent essentiellement de Zn et Mg dans les proportions indiquées, en pourcentages en poids, sur le diagramme ternaire de la fig.l dans la 30 zone limitée par les lignes AB, BC, CD et DA; Mn 0,2-0,5 le reste étant de l'aluminium et de-s impuretés normales. Les alliages de la présente invention sont exempts de cuivre et de chrome. Par exempt de cuivre, on entend que la teneur en cuivre est inférieure à 0,1 %. Par exempt de chrome, on entend 35 que l'alliage contient moins de-0,05 % de chrome. Un alliage à usage général ayant une résistance élevée à la corrosion ou contrainte se compose essentiellement de zinc et de manganèse, dans la proportion en poids indiquée sur le diagramme ternaire de la figol dans la zone limitée par les lignes AU, UV, VW, WD et DA } 69 07096 0,20-0,50 5» Mn, le reste étant de l'aluminium et des impuretés normales. Des alliages pouvant être avantageusement utilisés pou: produire des pièces extrudées comprennent essentiellement du zinc et du magnésium dans la proportion, en poids, indiquée sur 5 le diagramme ternaire de la fig.l dans la zone limitée par les lignes UX, XY, YZ et ZU; Mn 0,20-0,50 %, le reste étant de l'aluminium et des impuretés normales. En ce qui concerne les impuretés normales pouvant être présentes dans les alliages d'aluminium, les éléments suivants 10 doivent être maintenus dans les limites ci-après : Elément Quantité maximale Quantité désirée Silicium 0,30 % 0,10 % Fer 0,40 % 0,20 % Titane 0,10 % 0,04 % 15 Une faible proportion de zirconium, c'est à dire au aaxi- mura 0,10 %t peut être avantageuse pour prévenir une recristallisation, en particulier dans les pièces extrudées. L'invention est particulièrement adaptée à produire un objet très résistant en uh alliage Al-Zn-Mg-Mn, objet qui possè-20 de une grande résistance à la corrosion sous contrainte, l'épaisseur de la section de cet objet étant égale ou supérieure à 3,2 ma. Le procédé de l'invention consiste à soumettre un corps en un alliage Al-Zn-Mg-Mn conforme à l'invention à un traitement 25 par la chaleur à une température supérieure à la température de solution de l'alliage, mais inférieure au point de fusion de chacun des composants pouvant être présents, à refroidir à l'air l'objet usiné à chaud à une vitesse d'environ 5/90 à 95/90*C/SEC dans la gamme de 316 à 204°C puis à faire subir à l'objet un 30 vieillissement ou une maturation. Avçnt l'usinage à chaud d'un lingot ou d'une billette de l'alliage, ce lingot ou cette billet-te peut être préchauffée à une température élevée et pendant une longue période de temps, par exemple à une température de l'ordre de 427 à 510°C pendant une période de temps comprise entre 8 ei 35 24 heures afin d'augmenter la résistance de l'objet métallique» final. Ce traitement de préchauffage homogénéise les lingots en ce qui concerne les éléments Zn et Mg. Comme il sera démontré ci-après en regard de la fig.2, ce traitement de préchauffage, dans le cas des alliages Al-Zn-Mg-Cr augmente très considérablement: 69 07096 -6- 2003806 la sensibilité de trempe de l'alliage quand il ne contient qua 0,2 % de cbcme. Apparemment, ce traitement de préchauffaga distribue le chrome dans une dispersion servant de noyau à un précipité n'ayant pas de propriétés de renfort contenant Zn et Mg 5 pendant le refroidissement* Les objets métalliques usinés à chaud de la présente invention peuvent être refroidis à l'air à une vitesse d'environ 5/90 à 95/90*C/sec. dans l'air calme ou dans un courant d'air forcé sec ou contenant de l'humidité. On a trouvé qua des objets 10 métalliques conformes à l'invention ayant une épaisseur égale ou supérieure à 25 mm, par exemple une épaisseur de 31,8 mm, développent des propriétés de résistance convenables quand on les refroidit dans l'air calme. Avec des épaisseurs supérieures h. celles indiquées ou quand on désire un refroidissement accélé— 15 ré da sections plus minces pour une résistance accrue, l'objet métallique peut avantageusement être refroidi à partir de la ta» pérature d'usinage par un courant d'air forcé, (ce courant d'air forcé peut, avantageusement, contenir une petite quantité d'humi dité afin d'augmenter.la vitesse de refroidissement de ces sec-20 tions épaisses). .Après l'usinage à chaud et le refroidissement, l'objet métallique est soumis à un vieillissement» soit naturel soit, de préférence, à un refroidissement combiné naturel et artificiel* Dans ce dernier cas, l'étape de vieillissement naturel peut 25 avoir une durée d'environ 1 à 5 jours, par exemple 2 jours, et peut être suivie d'un traitement de vieillissement artificiel approprié, dans les conditions typiques suivantes : (a) 24 heures à 121*C (b) 48 heures à 116 *C 30 (c) 8 heures à 88*C suivi dé 8 heures à 149°G« La vitesse d'échauffement doit, de pz-éféi'enca, être inférieure à 250/9*C/H0 On a trouvé que des vitasses de chauffage plus rapides diminuent la résistance l'objet. Les exemples qui suivent sont destinés à mettra en éviden-35 ce les avantages de l'invention, étaiis bien entendu que ces exemples n'ont aucun caractère limitatif. Exemple 1 - Pour déterminer l'influence relative da 1'addition de Mn et de Cr sur la résistance à la corroaioa sous contrainte ainsi 69 07096 -7- 2003806 . que sur la sensibilité à la vitesse de trempe, on coule des lingots mesurant 76,2 x 177,8 x 711,2 mm contenant 4,3 % Zn,et 1,7 % Mg, 4,5 % Zn et 2 % Mg, et 6 % Zn et 1 % Mg. Les compositions des lingots produits sont indiquées en A à- H sur le table-5 X0 Sur ce tableau sont indiquées les compositions voulues et le compositions réelles des lingots. Or* sO TABLEAU I ^ O Compositions d'alliages utilisées pour déterminer les effets relatifs ^ des additions de chrome et de manganèse O* Compositions voulues % en poids * Compositions réelles, % en poids Linqot N° Mq Zn Mineures Si Pe Cu Mn Mq Cr Zn Ti A 2,00 4,50 0,30 Mn 0,11 0,19 0,01 0,29 2,09 0,01 4,51 0,04 B 2,00 4,50 0,20 Cr 0,11 0,19 0,01 0,01 2,04 0,19 4,40 0,04 C 1,00 6,00 0,30 Mn 0,11 0,18 0,01 0,30 1,04 0,01 6,06 0,04 D 1,00 6,00 0,20 Cr 0,11 0,18 0,01 Q, 01 1,03 0,21 5,95 0,04 E 1,00 6,P0 0,20 Cr 0,11 0,18 0,02 0,00 0,99 0,21 5,84 0,03 F 1,70 4, 30 0, 30 Mn 0,10 0,18 0,01 0,29 1,71 0,01 4,34 0,04 G 1,70 4,30 0,20 Cr 0,10 0,20 0,01 0,01 1,64 0,22 4,28 0,04 H 1,70 4,30 0,20 Cr 0,11 0,18 0,02 0,00 1,71 0,21 4,24 0,03 • Proportions voulues d1 autres éléments : 0,10 % Si , 0,20 % Fe, 0,00 % Cu, 0,04 % Ti o i oo Kî O O u> 00 o Q* 69 07096 Après le refroidissement, on coupe les lingots en deux, et une moitié de chaque lingot est préchauffée pendant quinze heures à 481°C. L'autre moitié de chacun des lingots est usinée sans préchauffage. Les demi-lingots sont laminés en une plaque 5 de 25 mm d'épaisseur à 454°C, puis sont refroidis dans l'air calme à la température ambiante après la dernière passe. La vitesse de refroidissement à travers la plage de températures de 316-204* est d'environ 8/90 *C/sec. Après cinq jours de vieillissement naturel, on soumet les échantillons à un vieillissement artificiel 10 dans l'une des deux conditions suivantes, avant les essais de résistance de traction et de corrosion sous contrainte: (a) 48 heures à 116*C (b) 8 heures à 91*C, puis 8 heures à 149°C. De plus, on soumet des échantillons de plaque à des essais 15 après 60 jours de vieillissement naturel. Le tableau II indique les propriétés de résistance à la traction des alliages vieillis artificiellement. Il est à noter sur ce tableau que le préchauffage des alliages contenant Cr augmente sérieusement leur sensibilité à la vitesse de trempe 20 lorsqu'ils contiennent 1,7 % et 2 % de Mg. Le tableau montre également que le préchauffage augmente la résistance des alliage® contenant Mn. Les trois alliages Al-Zn-Mg-Mn développent des résistances analogues, comme l'indique le tableau II. TABLEAU II Influence des éléments d'alliage secondaire», da» variations de préchauffage et de vieillissement artificiel sur les propriétés de résistance des alliages Al-Zn-Mg trampables à l'air» Résistance de traction d'une plaqu refroidie à 11 air Vieilie artificiellement r de 25,4 mm pendant 48 h» à 116*C * Vieillie artificiellement pendant 8 ho à 91°C + 8 h. à 149 *C Lingot N* Type d'Alliage Additif» Pré- RT 2 LE , Allongent RT 2 LE A £ Allongent secondaires chauf o Ka/cm Kq/cm % en 50,8mm Kq/cm kq/cm % en 50,8nun A 4,5% Zn-2,0%Mg 0,3% Mn oui 3675 2856 14,5 3759 3045 13 j0 A «« 11 non 3675 2793 13,5 3745 3010 12,5 B tt 0,2% Cr oui 2982 1904 17,5 3059 2079 16,2 B n n non 3773 2175 14,0 3836 3206 13,2 G 6j0% Zn-1,0% Mg 0,3% Mn oui 3871 3185 14,0 3717 3129 13,7 C ii » non 3577 2870 13,7 3472 2849 14,0 D es » 0,2% Cr oui 3626 2919 15,0 3479 2877 15,0 S w n non 3864 3276 14,5 3703 3185 14,7 F 4v- 3% Zn-1,7# Mg Q„3^ Mn oui 3675 2933 14,7 3766 3108 13,7 F h w non 3500 270® 14,2 3619 2940 13,7 3 iXj 0t2% Cr oui 2SS8 1925 17,7 3094 2219 16,2 H 'XI •8 non 3619 2110 14,2 3717 3101 14,0 O sO o o o o • Toutes les plaquœ» ont subi un vieillissement naturel de 5 jour»} la vitesse d'échauffement étant de 175*C/9/h0 RT « résistance de traction, LE a limita élastique. l t-» 0 1 K> O O U> 0E> O 69 07096 2003806 Le tableau XIX met en évidence la résistance de traction des trois alliages Al-Zn-Mg après 60 jours de vieillissement naturel. Les résultats montrent une tendance analogue à celle des échantillons vieillis artificiellement en ce que : 5 (a) les alliages préchauffés contenant 0,2 % Cr et 1,7%- 2 % Mg ont la plus faible résistance; (b) le préchauffage augmente la résistance des alliages contenant Mn; et (c) l'alliage comprenant 6 % Zn-1% Mg et 0,3 % Mn montre 10 la meilleure résistance. On exécute les essais de résistance à la corrosion sous contrainte sur les échantillons, essais dont les résultats apparaissent dans le tableau IV. TABLEAU III Influence relative de l'addition de manganèse et de chrome sur la résistance de traction d'alliages refroidis à l'air et vieillis naturellement Le temps de vieillissement naturel a été de 60 jours». Propriétés de résistance à la traction de plaques de 25 mm refroidies à l'air et vieillies naturellement.- O vQ O O Ch Lingot N° Alliage de base additifs pré- RT 9 LE » Allongement % secondaires chauffaqe kq/cm kq/am à 50,8 mm A 4,5%Zn~2,0%Mg 0,3% Mn oui 3528 2114 18,7 A i» tr non 3528 2114 18,5 B ii 0,2% Cr oui 3178 1820 19,5 B tl n non 3479 2121 19,0 C 6,0%Zn-l,0%Mg 0,3% Mn oui 3759 2324 17,0 C fl n non 3605 2240 17,2 D tt 0,2% Cr oui 3570 2177 16,7 E ri »» non 4144 2177 16,0 F :4,3%Zn-l,7%Mg 0,3 % Mn oui 3486 2093 18,7 F n n non 3430 2065 18,5 C n 0,2% Cr oui 3136 1778 18,0 H n it non 3360 2079 19,5 i ru I RT » résistance de traction LE = limite élastique O O U> CD O a* TABLEAU XV Influence du manganèse et du chrome sur la résistance à la corrosion sous contrainte d'alliages trempables dans l'air (Eprouvettes en C provenant d'une plaque de 25,4 mm, immergées en continu dans une solution à 6 % de NaCl pendant 6 mois) Nombre de ruptures Nombre d'échantillons Temps de en essai rupture Lingot Alliage de base N° Additifs Pré- chauffage Revenu T4^ l,05kq/cm 1, 75kq/cm^ Revenu 1,75kq/cm T5 *• 2 2,lOkq/cm A 4,5% Zn-2,0% Mg 0,3% Mn oui 0/4 0/4 0/4 0/4 A ii n non 0/4 0/4 0/4 0/4 B n o,2% Cr non 0/4 0/4 0/4 0/4 C 6,0% Zn-1,0% Mg***0,3% Mn oui 0/4 0/4 4/4|5i7?,8$,l*7 i J4/4{ljl,l,l?2j C n n non 0/4 0/4 1/4J 12 j 4/4;5,5,5,98j D n 0,2% Cr oui 0/4 0/4 4/4; 5,73,111,15 lj 4/4; 5 ,25, 26,45j E n n non 0/4 0/4 l/4{ 168 j 3/4;5,98,168j F 4,3% Zn-1,7% Mg 0,3% Mn oui 0/4 0/4 0/4 0/4 F M n non 0/4 0/4 0/4 0/4 H II 0,2% Cr non 0/4 0/4 0/4 0/4 I II Néant non 3/3 ; 18,42,73h. O sO O •^1 o sO o* * Refroidissement à l'air après laminage et vieillissement naturel - Revenu T4 désigne un vieillissement naturel à la température ambiante. »• Sauf 1, les plaques ont été refroidies à l'air après laminage à chaud, naturellement vieillies plus d'un mois, puis artificiellement vieillies pehdant 8 heures à 91°C et ensuite 8 heures à 149°C (vitesse de chauffage 179/9*C/h. La plaque du lingot I est naturellement vieillie pendant 5 jours après le laminage à chaud puis est vieillie pendant 48 h. à 121°C (vitesse de chauffage l25/9°C/h.) *** Revenu T5 désigne un vieillissement artificiel au-dessus de la température ambiante. L'alliage 6% Zn-1% Mg montre une bien meilleure résistance à la corrosion sous contrainte après vieillissement artificiel par un traitement en une seule étape à 116 ou à 121°C. i t-i ui i K> O O to oo o o 69 07096 2003806 On utilise une éprouvette en C pour étudier la résistance transversale à la corrosion sous contrainte des alliages d'aluminium sous des niveaux de contrainte inférieurs aux limites élastiques. Ceci offre un moyen pour déterminer le seuil de con-5 trainte des alliages sujets à la corrosion sous contrainte de diverses formes, y compris les plaques, les éléments extrudés et forgés. Ce niveau de seuil est défini comme la force de traction maximale pouvant 8tre appliquée avant que se produise une rupture ou une fissure par corrosion sous contrainte pour une période 10 et dans des conditions d'essai données. Pour préparer les éprouvettes en Ct on coupe un bloc de métal, transversalement à la direction d'usinage. On usine ce bloc en un cylindre dont les extrémités sont ensuite percées, L1éprouvette en C est usinée aux dimensions finales, puis est 15 coupée du cylindre. Pendant que 1'éprouvette en C est alignée dans une monture pour assurer que 11 orientation transversale des grains coïncide avec la ligne médiane de 1'éprouvette, on perce des trous de passage de vis et on découpe une section de 60° pour former le C, Les trous de vis sont diamétralement op-20 posés et sont situés au sommet et à la base du C. On enfile une vis d'aluminium à travers les trous et en visse un écrou sur celle-ci. On serre la vis jusqu'à ce que la réduction prédéterminée du diamètre extérieur, pour le nive&u désiré de la contrainte appliquée, soit obtenue. Les dimensions des éprouvettes 25 en C communément utilisées sont indiquées sur le Tableau V, TABLEAU V - Dimensions des ép.E'ou v a 11 e s en C Diamètre ext0 Diamètre int. épaisseur Diamètre Largeur mm mm mm des trous de C de vis xaa 30 mm f# 18,25 15,2 1,52 5,15 19^3 2o 19,40 21,1 ' 1,52 5,15 19,3 30 33,00 26,2 2,28 6,75 19,3 4„ 36,75 32,15 2S28 6,75 19,3 35 5. 43,50 38,90 2,28 5,75 19,3 Le Tableau IV montre que 1faddition de Mn confère aux alliages une résistance à la corrosion sous contrainte au moins comparable à celle offerte par l'addition ae Cr. Le Tableau IV donne d'autres informations importantes, 40 notamment : 07096 "15~ 2003806 (a) Dans le revenu T4, les plaques de 25 mm sont extrême ment résistantes à la corrosion sous contrainte, aucune défail lance n'apparaissant après 6 mois- d'essai. (b) Dans le revenu T5, les alliages 5,4% Zn-2% Mg et 4,3% Zn-1,7% Mg sont beaucoup plus résistants à la corrosion sous contrainte que l'alliage à 6 % Zn- 1% Mg„ (c) Quand on n'ajoute ni fin ni Cr (ou un élément ayant des propriétés analogues) aux alliages résistants durcissables du type décrit (par exemple au lingot I), les alliages se montrent extrêmement sensibles à la corrosion sous contrainte mêm Exemple IX - On coule un lingot d'alliage d'aluminium pesant 18,150 kç et d'une épaisseur de 16,2 mm ayant la composition suivante : 6 % Zn, 1% Mg et 0,46% Mn, le reste étant de l'aluminium et des impuretés normales. On préchauffe le lingot à 481*C pendant 15 heures, on le rabote à une épaisseur de 635 mm et'on le lamine à chaud à 454* Dans la procédure de laminage, le lingot est laminé à une épais seur de 25,4 mm puis refroidi à l'air. Après que des éprouvette ont été coupées dans la plaque de 25,4 mm, on réchauffe celle-ci à la température de laminage, on la lamine à une épaisseur de 12,7 mm et on la refroidit à nouveau dans l'air. On coupe de éprouvettes dans la plaque de 12,7 mm, après quoi on la réchauf fe à la température de laminage, on la lamine à 6,35 mm et on la refroidit à l'air. On maintient les éprouvettes de 25,4 mm, 12,7 mm et 6,35m à la température ambiante pendant environ cinq jours puis on le soumet à un traitement de vieillissement artificiel par un chau fage "éclair" ou "flash" à 121°C et on maintient à cette température pendant 24 heures. Les limites élastiques, les résistan ces de traction et les allongements sont donnés par le Tableau VI pour diverses épaisseurs de la plaque» 69 07096 "16_ 2003806 TABLEAU VI PROPRIETES DE RESISTANCE A LA TRACTION D'UN ALLIAGE 6%-l% Mg - 0,46% Mn Vieilli naturellement pendant 5 jours, puis artificiellement 5 à 121°C pendant 24 heures (chauffage flash). Epaisseur de Limite élastique Résistance Allongement % la plaque kg/cm de traction en 50,8 mm mm kq/cm2 6,35 7,27 8,65 15,5 10 12,7 6,8 8,32 16,6 25,4 5,95 7,70 15,5 Bien que les limites d'élasticité et les résistances de traction des échantillons du Tableau VI soient satisfaisantes, on constate, comme il a été indiqué précédemment, qu'un chauf-15 fage rapide pour le traitement de vieillissement diminue la résistance des alliages. Une vitesse de chauffage plus lenta , par exemple inférieure à 250/9 °C/H, augmente considérablement la limite élastique et la résistance de traction des échantillons de métalo 69 07096 2003806 REVENDICATIONS 1) Un objet métallique usiné à chaud en un alliage à base d1aluminium exempt de cuivre et de chrome, composé essentiellement de zinc et de magnésium dans les proportions exprimées en 5 pourcentages en poids, indiquées sur le diagramme ternaire de la fig.l, dans la zone délimitée par les lignes AB, BC, CD, et DA, le manganèse se situant entre 0,2 et 0,5 %, le reste étant de l'aluminium et des impuretés normales, ledit objet ayant une structure métallurgique produite en traitant un corps dudit al- 10 liage à une température supérieure à la température de solution de l'alliage, mais inférieure à la températtire de début de fusion d 15 d'environ 5/90 à 95/90*C/sec., et un vieillissement, ledit objet o ayant une limite élastique d'environ 2100 kg/cm et une résistance élevée à la corrosion sous contrainte. 2) Un objet selon la revendication 1, dans lequel le zinc et le magnésium sont présents dans la poportion, exprimée en 20 pourcentages en poids, correspondant aux alliages se situant sur le diagramme ternaire de la fig.l dans la zone limitée par les lignes AU, UV, VW, WD et DA. 3) Un objet selon la revendication 1, dans lequel le zinc et le magnésium sont présents dans une proportion, exprimée en 25 pourcentages en poids, correspondant aux alliages se situant sur le diagramme ternaire de la fig.l dans la zone limitée par les lignes UX, XY, YZ et ZU. 4) Un objet selon les revendications 1, 2 ou 3, dans lequel le vieillissement est effectué, au moins en partie, artifi- 30 ciellement, et l'objet a une limite de résistance minimale d'en- 2 viron 2800 kg/cm • a une épaisseur de l'ordre de 3,175 à.31,75 mm et dont la structure métallurgique est produite par refroidissement dans l'air 35 cala» après un usinage à chaud. tion a une épaisseur supérieure à 31,75 mm et dont la structure métallurgique est produite par refroidissement dans un courant d'air forcé après usinage à chaud» 5) Un objet selon les revendications 1 à 4 dont la section 6) Un objet selon les revendications 1 à 4, dont la sec- VD ORIGINE 69 07096 -le- 2003806 7) Un objet selon les revendications 1 à 6, dont la structure métallurgique est produite par un préchauffage dudit alliage avant ledit usinage, à une température comprise entre 427 et 510®C pendant une période de temps comprise entre 8 et 5 24 heureso 8) Un procédé pour augmenter la résistance mécanique et la résistance à la corrosion sous contrainte d'objets usinés à chaud composés d'un alliage d'aluminium exempt de cuivre et de chrome, comprenant essentiellement du zinc et du manganèse dans D la proportion, exprimée en pourcentages en poids, correspondant aux alliages se situant sur le diagramme ternaire de la SIg.l dans la zone limitée par les lignes AB, BC, CD et DA, la teneur en manganèse étant de 0,2 à 0,5 %t le reste étant de 1'aluminium et des impuretés normales, ledit procédé consistant : 5 (a) à soumettre un corps dudit alliage à un usinage à chaud à une température supérieure à la température de solution dudit alliage, mais inférieure à la température du commencement de la fusion d'une phase quelconque dudit alliage; (b) à refroidir à l'air l'objet usiné à chaud à une vites- D se telle que la vitesse de passage de la température de 316 à 204*C est d'environ 5/90 à 95/90°C/secs puis (c) à faire subir un vieillissement à l'objet. 9) Un procédé selon la revendication 8, dans lequel le vieillissement s'effectue, au moins en partie, artificiellement. 5 10) Un procédé selon la revendication 9 dans lequel le vieillissement s'effectue par vieillissement naturel de l'objet pendant une période de temps comprise entre environ 1 et 5 jours, puis en lui faisant subir un vieillissement artificiel® 11) Un procédé selon la revendication 10 dans lequel 0 l'objet est vieilli artificiellement par ur>. chauffage de 24 heures à 121*C. » 12) Un procédé selon la revendication 10 dans lequel l'objet est vieilli artificiellement par un chauffage pendant 48 heu© res à 116*Co 35 13) Un procédé selon la revendication 10 dans lequel- l'ob jet est vieilli artificiellement en l'exposant à une température de 88*C pendant une période de 8 heures, suivie d'une exposition à une - température de 149*£' pendant une période de 8 jours6 14) Un procédé selon les revendications 1 à 13 dans lequel BAD ORIGINAL 69 07096 ~19~ 2003806 l'épaisseur de la section de l'objet se situe entre 3,175 mm et 31,75 mm, et où le refroidissement est exécuté dans l'air calme« 15) Un procédé selon les revendications 8 à 13, dans lequ l'épaisseur de la section de l'objet est supérieure à 31,75 mm 5 et où le refroidissement est exécuté dans un courant d'air force 16) Un procédé selon les revendications 8 à 13, dans lequel le corps dudit alliage est soumis, avant l'usinage, à un préchauffage à une température de l'ordre de 427 à 510°C pendant une période de temps comprise entre 8 et 24 heures.