Brevet FR2016175A1 — publié le 19700508

L'invention concerne un alliage d'aluminium et un procédé de transformation de celui-ciO Dans le cas où l'on exige de hautes résistances, on emploie la plupart du temps, comme matériau de construction du type AlMgSi, l'alliage AlAIgSi 1 Une autre matière, à savoir celle du type .BlMgSiCu, est par contre moins employée pour plusieurs raisons.L'une des plus importantes est qu'avec la composition chimique et le traitement thermique habituels de cet alliage, lors de la fabrication de profilés filés à la presse, on ne peut éviter dans ceux-ci une zone extérieure à gros grains qui apparat déjà lors du filage ou seulement pendant le recuit de mise en solution qui y fait suite On a fait de nombreux essais pour éliminer cet inconvéniEnt de l'alliage AlMgSiCu. En vue d'améliorer l'aptitude au filage ou de diminuer la puissance de la presse, on avait jusqu'ici proposé de recuire les billettes à 42S-5550C jusqu'à ce que les constituants de l'alliage soient pratiquement passés en solution, de refroidir ensuite lentement les billettes, afin de séparer une partie des constituants de l'alliage, puis de les réchauffer rapidement à la température de filage de 425-455"C. Les produits de filage à la presse doivent subir un recuit de mise en solution à une température inférieure de 480-4950C (brevet français n 1.294030). En cas d'un refroidissement ralenti, on les maintient, de préférence, plus longtemps à 370-4000-C. Des recherches effectuées par la demanderesse en appliquant ce procédé à l'alliage AlMgSiCu ont montré qu'on peut effectivement obtenir de cette façon, à partir de cet alliage, des profilés uniformément recristallisé mais que toutefois le grain n'est pas suffisamment petit. Tout récemment, des mises au point ont été effectuées dans le but d'obtenir des profilés à grains fins en modifiant la composition chimique. Ces développement ont conduit à l'alliage D 65 S (voir revue Aluminium 1968, pages 227/240). Cet alliage a la composition chimique suivante: 0,15 - 0,40 'S Cu 0,40 C/o Fe 0,o'5 - 1,0 / g 0,20 - 0,35 yin 0,40 - 0,70 % Si 0,10 cR Cr. Les profilés en cet alliage avaient un grain fin, uniformément recristallisé. Meme après un recuit de mise en solution ultérieur, il n'est apparu aucune formation de gros grains. Un inconvénient est toutefois que les résistances que l'on peut atteindre sont limitées et que pour arriver aux resistances maximales, on doit recourir à un procédé qui n'est que difficilement applicable en pratique: un revenu à chaud dans l'heure qui suit la trempe. Les essais de la demanderesse se sont orientés dans une autre voie, à savoir la fabrication de prof s exempts de recristallisation. Ce procédé réussit quand on maintient la composition chimique et le traitement thermique dans des limites particulières Le but de l'invention est la fabrication d'un alliage d'aluminium et un procédé pour transformer cehi-ciO Au cours des essais, on a pu,par exemple, fabriquer des profilés filés à la presse exempts de recristallisation avec une matière de la composition chimique suivante:: 0,22 5o Cu 0,15 'h IAn 0,95 % Mg 0,60 Só Si 0,34 % Fe 0,14 % Ti 0,29 % Cr 0,05 % Zr Il est avantageux que les blooms soient recuits à des températures auxquelles se produisent les plus fines ségrégations secondaires entravant davantage la recristallisation. Pour ce recuit, on dispose de la gamme de températures s'étendant de 400 à 5700C. Au cours des essais proprement dit, le recuit s'est effectué, de préférence, de 470 à 52cor. Le filage peut s'effectuer aux températures habituelles (400-5500C) et, de préférence, de 450 à 5000C. Quand la température des profilés à la sortie de la presse est suffisante, on peut procéder immédiatement à leur trempe, toutefois, un recuit de mise en solution supplémentaire, effectué à des températures pouvant atteindre 530"C, ne conduit pas à une formation inadmissible de gros grains dans les zones extérieures des profilés. Au cours de s essais, on a constaté, comme autre avantage de l'alliage de l'invention, une ténacité inattendue à la flexion par choc. Suivant la composition chimique et le traitement préliminaire subis, on a mesuré sous la flexion des quantités d'énergie dévelop pees comprises entre 12 et 15,2 mkp/cm30 Exemple Des lingots d'un alliage ayant la composition chimique suivante (pour cent en poids):: 0,22 % Cu 0,15 X Mn 0,95 % Mg O, o0 % Si 0,34 % Fe 0,01 % Zn 0,14 % Ti 0,29 % Cr 0,05 c Zr ont été recuits pendant 12 heures à 50C"C, Le refroidissement après recuit s'est effectué dans l'air calme. après chauffage par induction à la température de filage, les lingots ont été transformés, à 4800C, en un profilé en T Les profilés ont, comme d'habitude, été étirés. Cn a prélevé à l'extrémité des profilés, où la tendance à la recristallisation est la plus marquée, des éprouvettes qui ont été soumises à un recuit de mise en solution, à 530 C, pendant 5 minutes. Ces éprouvettes ont subi un examen métallographique et on n'a constaté aucune formation de gros grains. La section transversale des profilés ne présentait pas de recristallisation. D'autres é- prouvettes soumises à un recuit de mise en solution ont subi un revenu à chaud à 170 C, pendant 12 heures, et on fait l'objet d'essais de résistance mécanique. On a déterminé les valeurs suivantes: limite d'élasticité à 0,2 % : 31,9kp/mm2 résistance à la rupture : 35,lkp/mm2 allongement d5 : 14;5 c; énergie développée : 14,Omkp/cm3 at E V E N D C A T I O N S 1. Alliage AlNgSiCu de la composition suivante: 0,8 à I, 2 % Mg 0,40 à 0,8 % Si 0,15 à 0,40 % Cu 0,04 à 0,35 Cr caractérisé par la présence d'additions (individuellement ou en combinaison) constituées par 0,03 à 0,15 % Mn 0203 à 0,15 % Ti 0,02 à 0,05 % Zr 2.- Procédé de transformation de l'alliage de la revendication i en demi-produits filés à la presse, caractérisé en ce que les billettes sont soumises à un recuit à des températures pouvant aller de 400 à 570 C et, de préférence, de 470 à 5200C 30- Procédé de transformation de l'alliage de la revendication 1 en demi-produits filés à la presse, caractérisé en ce que la température de filage peut aller de 400 à 5500C. 4.- Procédé de transformation de l'alliage de la revendication i en demi-produits filés à la presse, caractérisé en ce qu'à la sortie de la matrice, les demi-produits à fabriquer sont refroidis rapidement au moyen d'une lame d'eau ou de ventilateurs à air comprimé ou sont soumis à un recuit demis en solution à une température pouvant aller de 480 à 540 Co 5.- Procédé de transformation de l'alliage de 'la revendication 1 en demi-produits filés à la presse, caractérisé en ce que les demiproduits à fabriquer sont soumis à un meillissement naturel ou artificiel.