Brevet FR2857376A1 — publié le 20050114

ALLIAGE DE AIMgSi L'invention est relative à un alliage de A1MgSi et à un procédé de réalisation dudit alliage. Des alliages d'aluminium du type Al-Mg-Si tels que les alliages d'aluminium de la série AA6xxx sont couramment utilisés et sont avantageux en raison de leur limite d'élasticité et de leur résistance à la traction modérément élevée, de leur faible sensibilité à la trempe et de leur bonne résistance à la corrosion. Cependant, les alliages du type Al-Mg-Si selon la technique antérieure se fissurent souvent lorsqu'ils subissent un choc et ils n'absorbent pas efficacement l'énergie cinétique par déformation plastique. La présente invention vise à réaliser un alliage de AlMgSi se prêtant à des applications dans lesquelles une grande capacité d'absorption d'énergie cinétique par déformation plastique est nécessaire et qui convienne, en particulier, dans l'industrie automobile. La présente invention vise également à réaliser un alliage de AlMgSi se fissurant moins, sous l'effet d'un choc, en comparaison des alliages de A1MgSi selon la technique antérieure. L'invention vise en outre à réaliser un procédé pour fabriquer un produit 20 laminé réalisé avec le nouvel alliage AJMgSi. Selon l'invention, il est proposé un alliage corroyé de AlMgSi contenant, en pourcentages de poids: Si 0,40 0,80 Mg 0,40 0,80 Cu 0,10 0,25 Mn 0,10 0,40 Fe maxi 0,40 Cr maxi 0,10 Ti maxi 0,10 V maxi 0,25 impuretés, 0,05 maxi chacune, total maxi 0,15, Al reste. L'alliage de AlMgSi selon la présente invention a une bonne résistance mécanique et une bonne stabilité à long terme ainsi qu'une bonne résistance à la 35 corrosion. Un produit laminé réalisé avec l'alliage de A1MgSi selon la présente invention possède une grande capacité d'absorption d'énergie cinétique par déformation plastique et résiste également à la fissuration lorsqu'il est soumis à la force d'un choc. L'alliage a une teneur en Mg de 0,40 à 0,80% en poids pour avoir une résistance mécanique optimale, en particulier lorsqu'il est utilisé en combinaison avec une teneur en Si de 0,40 à 0,80% en poids. Mg et Si se combinent pour former un composé Mg2Si de renforcement et de préférence un excédent de Si. Mg peut être présent à raison de 0,50 à 0,70% en poids ou 0,50 à 0,60% en poids. Si peut être présent à raison de 0,50 à 0,70% en poids ou 0,55 à 0,65% en poids. Cu est présent à raison de 0,10 à 0,25% en poids, car Cu accroît la résistance mécanique de la matrice de l'alliage. Comme la résistance mécanique de l'alliage selon la présente invention peut être réduite par un traitement de survieillissement, il convient d'accroître préalablement la résistance mécanique de la matrice de l'alliage. Si la teneur en Cu est inférieure à 0,10% en poids, on ne peut pas obtenir cet effet. Cependant, s'il y a plus de 0,25% en poids de Cu, la résistance à la corrosion filiforme et la résistance à la corrosion par piqûres de l'alliage deviennent inacceptables. Cu peut être présent à raison de 0,15 à 0,25% en poids. La teneur maximale en Mn est de 0,40% en poids pour affiner les grains recristallisés et pour réunifier la structure. Mn peut être présent à raison de 0,10 à 0,30% en poids, de préférence 0,10 à 0,20% en poids et de préférence encore 0,10 à 0,15% en poids. Un maximum de 0,25% en poids de V peut être présent dans l'alliage selon la présente invention. V a un effet avantageux d'affinage des grains. Un maximum de 0,20% en poids de V, ou un maximum de 0,15% en poids de V, ou un maximum de 0,10% en poids de V ou un maximum de 0,05% en poids de V (c'est-à-dire jusqu'au niveau correspondant à une impureté) peut être présent. V peut également être présent à raison de 0,05 à 0,20% en poids ou 0,10 à 0,20% en poids. Un maximum de 0,10% en poids de Cr est présent en raison de son effet d'ancrage sur les limites des grains, ce qui affine les grains et stabilise la structure. S'il y a plus de 0,10% en poids de Cr, la probabilité de formation de gros grains primaires augmente, car Cr limite la solubilité de Mn. Ti est important comme affineur de grains et il est préférable que la teneur en Ti ne dépasse pas 0,1% en poids. Un maximum de 0,05% en poids de Ti peut également être présent. Un maximum de 0,40% en poids de Fe est présent. Fe contribue au renforcement par diffusion et à l'affinage des grains. Une teneur supérieure à 0,40% en poids de Fe est préjudiciable en ce qui concerne l'aptitude au formage. Fe peut être présent à raison de 0,10 à 0,30% en poids. Le reste est composé d'aluminium et d'impuretés. Chaque impureté est présente à raison de 0,05% en poids maximum et le total des impuretés est de 0,15% en poids maximum. L'alliage de A1MgSi selon la présente invention peut être transformé en produit laminé. L'alliage de A1MgSi laminé selon la présente invention peut servir de pièce servant à absorber l'énergie cinétique par déformation plastique. L'alliage de AIMgSi laminé selon la présente invention peut être utilisé pour une pièce d'automobile afin d'absorber l'énergie cinétique par déformation plastique. En outre, l'invention est mise en oeuvre dans un procédé pour fabriquer un produit laminé constitué de l'alliage de AlMgSi selon la présente invention, comprenant les étapes successives de: i) coulée, ii) préchauffage ou homogénéisation, iii) laminage à chaud, iv) laminage à froid, v) homogénéisation ou traitement thermique de mise en solution, vi) trempe, vii) vieillissement. Le présent procédé donne au produit laminé en alliage de AlMgSi selon la présente invention de bonnes propriétés d'absorption d'énergie cinétique à un coût raisonnable. Pour couler l'alliage de AlMgSi en lingots, on peut utiliser à la fois des procédés de coulée continue et semi-continue. La coulée semi-continue en lingotière tubulaire courte est préférable. Après avoir été coulé, l'alliage de AlMgSi est homogénéisé à une 30 température de 450 C à 600 C ou, de préférence, de 500 C à 575 C. Après avoir été homogénéisé, l'alliage de AJMgSi est laminé à chaud jusqu'à une épaisseur intermédiaire avant d'être laminé à froid jusqu'à une épaisseur finale, en une ou plusieurs passes. Après avoir été laminé à froid, l'alliage de AlMgSi subit un traitement thermique de mise en solution avant d'être trempé à l'aide d'eau, d'une pulvérisation d'eau ou d'une application d'air forcé. De préférence, la vitesse de refroidissement après le traitement thermique de 5 mise en solution est d'au moins 50 /s. L'alliage de AlMgSi est vieilli naturellement ou artificiellement, par recuit, pour parvenir au niveau voulu de propriétés mécaniques et physiques. Le produit laminé peut être transformé en pièces de nombreux types et il convient en particulier pour des pièces qui, entre autres, nécessitent une grande capacité d'absorption d'énergie cinétique par déformation plastique, par exemple des pièces de véhicules. On va maintenant illustrer l'invention par un exemple qui ne limite pas le cadre de l'invention. Elément Si Mg Cu Fe Mn Cr Ti V Al & (en % de poids) impuretés Composition 1 0,60 0,56 0,20 0,22 0,12 0,05 0, 02 traces reste Composition 2 0,60 0,56 0,20 0,22 0,12 0,05 0,02 0, 10 reste Des alliages présentant les compositions 1 et 2 indiquées ci-dessus ont été coulés avant d'être homogénéisés, laminé à chaud, laminés à froid, soumis à un traitement thermique de mise en solution, trempés et vieillis. Leurs propriétés mécaniques ont été examinées dans l'état de trempe fraîche et dans l'état de sous- vieillissement, de vieillissement maximal et de survieillissement. La capacité d'absorption de l'énergie cinétique a été testée et a été jugée très acceptable pour une utilisation dans des articles ou des pièces pour absorber l'énergie cinétique par déformation plastique, en particulier pour des pièces de véhicules. REVENDICATIONS 1. Alliage de AlMgSi, caractérisé en ce qu'il contient, en pourcentages de poids: Si 0,40 0,80 Mg 0,40 0,80 Cu 0,10 0,25 Mn 0,10 0,40 Fe maxi 0,40 1 o Cr maxi 0,10 Ti maxi 0,10 V maxi 0,25 impuretés, maxi 0,05 chacune, total maxi 0,15, Al reste. 2. Alliage de AIMgSi selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en Mn est de 0,10 à 0,30% en poids, et de préférence de 0,10 à 0, 20% en poids. 3. Alliage de AlMgSi selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la teneur en Mn est de 0,10 à 0,15% en poids. 4. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur maximale en V est de 0,15% en poids. 5. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur maximale en V est de 0,10% en poids. 6. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Mg est de 0,50 à 0,70% en poids et de préférence de 0,50 à 0,60% en poids. 7. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Si est au maximum de 0,50 à 0,70% en poids et, de préférence, de 0,55 à 0,65% en poids. 8. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Cu est de 0,15 à 0,25% en poids. 9. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur maximale en Ti est de 0,05% en poids. 10. Alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Fe est de 0,10 à 0,30% en poids. 11. Produit laminé en alliage de AlMgSi selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Pièce destinée à absorber l'énergie cinétique par déformation plastique, réalisée à partir du produit laminé selon la revendication 11. 13. Pièce de véhicule destinée à absorber l'énergie cinétique par déformation plastique, réalisée à l'aide du produit laminé selon la revendication 11. 14. Procédé pour fabriquer un produit laminé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives de: i) coulée, ii) préchauffage ou homogénéisation, iii) laminage à chaud, iv) laminage à froid, v) homogénéisation ou traitement thermique de mise en solution, vi) trempe, vii) vieillissement. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une l'homogénéisation est effectuée à une température de 450 à 600 C, et de préférence de 500 à 575 C.