Brevet FR2855835A1 — publié le 20041210

i La présente invention a été faite avec le support du Gouvernement des Etats-Unis d'Amérique sous le numéro de contrat NAS8-01099 adjugé par the National Aeronautics and Space Administration (NASA). Le Gouvernement des Etats-Unis d'Amérique a certains droits dans la présente invention. La présente invention concerne en général les alliages aluminiumlithium et des méthodes pour un traitement thermique d'alliages aluminiumlithium et, plus particulièrement, une méthode d'augmentation de la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 à des températures 10 cryogéniques. Le poids structurel est une préoccupation majeure pour les lanceurs à une seule utilisation et réutilisables, pour les vaisseaux spatiaux, et d'autres structures de véhicules spatiaux, utilisés dans l'industrie aérospatiale puisque la réduction de poids permet une capacité de charge utile accrue et 15 un coût réduit. Il est bien reconnu que les alliages aluminium-lithium possèdent une densité inférieure, une résistance mécanique bonne et souvent supérieure aux alliages d'aluminium classiques, et assurent un module supérieur et permettent donc des économies en poids dans les structures de véhicules spatiaux. Pour l'industrie aérospatiale, la ténacité des alliages d'aluminium et des alliages aluminium-lithium aux températures cryogéniques est d'un intérêt spécial, par exemple pour l'utilisation de telles matières dans des réservoirs cryogéniques. Les réservoirs cryogéniques sont utilisés pour contenir de l'hydrogène liquide, de l'oxygène liquide et tout autre liquide 25 requerrant un stockage cryogénique. En conséquence, il est important que l'alliage utilisé dans de tels réservoirs ait à la fois une résistance mécanique relativement élevée et une ténacité élevée aux températures cryogéniques de service. Comparé aux alliages d'aluminium classiques tel que le 2219, qui est grandement utilisé dans les véhicules spatiaux pour des réservoirs 30 cryogéniques de même que dans des structures non mises sous pression, les alliages aluminium-lithium possèdent une combinaison attrayante d'une densité inférieure et d'un module supérieur conjointement avec des propriétés mécaniques supérieures par rapport aux alliages d'aluminium ne contenant pas de lithium communément utilisés pour des réservoirs 35 cryogéniques. La ténacité d'alliages d'aluminium classiques tels que le 2219 et le 2014 est supérieure aux températures cryogéniques comparée à celle de la température ambiante. La capacité d'atteindre une ténacité supérieure et une résistance mécanique supérieure aux températures cryogéniques permet à un essai de rupture structurel pour le cryoréservoir, par exemple, d'être conduit de manière moins coûteuse à température 5 ambiante qu'aux températures cryogéniques. Dans ce cas, un essai de rupture à température ambiante réussi assure que ni une rupture induite par surcharge de résistance ni une rupture induite limitée en ténacité ne se produiront aux températures cryogéniques de service. La ténacité d'alliages aluminium-lithium aux températures cryogéniques reste souvent la même 10 que la ténacité à température ambiante ou est réduite lorsque la matière est traitée et traitée thermiquement en utilisant un vieillissement en une seule étape classique. Si la ténacité d'un alliage aluminium-lithium est inférieure aux températures cryogéniques, la performance à l'essai de réception à la température cryogénique doit être considérée, ce qui est une approche très 15 coûteuse et impliquée. Un alliage aluminium-lithium 2195 de I'art antérieur (AI-1,0 Li-4,0 Cu-0,4 Mg-0,4 Ag-0,12 Zr) avec une faible teneur en lithium nominalement de 1,0 % en poids a déjà été utilisé avec succès pour le réservoir externe du Space Shuttle. Comme il est bien connu, le traitement 20 de l'alliage et particulièrement le traitement de vieillissement, a une influence significative sur les combinaisons résistance mécanique-ténacité et leur dépendance aux environnements de service pour tous les alliages aluminium-lithium. Une procédure de vieillissement en deux étapes de l'art antérieur développée pour l'alliage aluminium-lithium 2195 montrait que la 25 ténacité cryogénique était améliorée lorsqu'une étape de vieillissement à basse température était suivie par une étape de vieillissement à température supérieure. Le but du vieillissement à basse température initial est de former des sites de nucléation au sein de la matrice et de minimiser la fraction volumique des précipités de renforcement au niveau des frontières 30 du sous-grain et du grain, alors que la seconde étape est nécessaire pour accroître la taille des précipités pour assurer des niveaux de résistance mécanique raisonnables. Ces méthodes de traitement thermique de l'art antérieur pour améliorer la ténacité cryogénique d'alliages aluminium-lithium étaient limitées à l'alliage 2195 et impliquaient des conditions de traitement 35 telles que des vitesses de chauffage régulées ou des durées qui peuvent ne pas être pratiques dans l'industrie. Alors qu'une teneur en lithium supérieure dans des alliages aluminiumlithium conduit à davantage d'économie en poids, un alliage aluminiumlithium C458 (AI-1,8 Li-2,7 Cu-0,3 Mg-0,08 Zr-O,3 Mn-O,6 Zn) avec une teneur en lithium nominalement de 1,8 % en poids et des alliages 5 similaires provenant de cette famille d'alliages, tels que C460 et C47A, se sont révélés former le plus grand bénéfice pour l'industrie aérospatiale. La composition et le traitement de l'alliage C458 et d'alliages similaires dans cette famille a été soigneusement adapté pour accroître la ténacité et réduire la propriété mécanique d'anisotropie des alliages de l'ancienne 0 génération tels que 2090 et 8090, qui ont une teneur en lithium au-dessus de 2,0 % en poids. En conséquence, l'alliage aluminium-lithium C458 est considéré comme une matière à utiliser pour de futures structures de véhicules spatiaux. Pour atteindre les caractéristiques de matière de degré de dureté T8, un alliage C458 dans la condition T3 (obtenu par traitement 15 thermique en solution à une température élevée, trempe à température ambiante et écrouissage, par exemple par étirement) est typiquement vieilli à 300 F pendant une durée de vingt-quatre heures en utilisant un vieillissement en une étape classique. Ce procédé de vieillissement en une seule étape de l'art antérieur appliqué à un alliage C458 conduit à une 20 réduction de la ténacité aux températures cryogéniques par rapport à celle à la température ambiante d'environ 10 %. En conséquence, si l'alliage aluminium-lithium C458 devait être utilisé pour construire un réservoir cryogénique après que le vieillissement en une étape était conduit, un essai de rupture structurel coûteux du réservoir aux températures cryogéniques 25 serait nécessaire pour assurer des paramètres de résistance mécanique et de ténacité corrects. L'art antérieur comprend en outre, par exemple, le brevet US no. 4 861 391 délivré à Rioja et ai., le brevet US no. 4 812 178 délivré à Dubost et le brevet US no. 4 646 913 délivré à Hunt, Jr et al., décrivant 30 tous des alliages à base d'aluminium contenant du lithium de même que des méthodes de traitement thermique. Le brevet US no. 4 861 391 délivré à Rioja et al., décrit en outre une méthode de vieillissement en deux étapes pour des alliages à base d'aluminium; toutefois, la première étape de vieillissement conduite à des températures inférieures peut prendre jusqu'à 35 plusieurs mois, ce qui est incommode et coûteux. Puisqu'un procédé de traitement thermique a besoin d'être optimiser pour chaque alliage individuellement en fonction de la teneur des éléments chimiques dans cet alliage, aucun des traitements thermiques de l'art antérieur décrits ne peut être facilement appliqué au traitement de l'alliage aluminium-lithium C458. En outre, aucun des brevets de l'art antérieur ne recommande les 5 procédures de vieillissement décrites pour une application sur l'alliage C458 ou sur des alliages similaires. Il est donc survenu un besoin d'accroître la ténacité aux températures cryogéniques de l'alliage aluminium-lithium C458 pour permettre son utilisation pour des réservoirs cryogéniques dans les 10 véhicules spatiaux et, ainsi, de réduire le poids des réservoirs cryogéniques, d'augmenter les capacités de charge utiles et de réduire le coût par lanceur. Il est en outre survenu un besoin pour le développement d'un schéma de traitement thermique pour l'alliage aluminium-lithium C458 et des alliages similaires de cette famille qui conduisent à une ténacité accrue de 15 I'alliage C458 aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Il est également survenu un besoin de développer une méthode pour un traitement de vieillissement pour l'alliage C458 qui peut être facilement mise en pratique dans le procédé de fabrication, qui n'implique pas de vitesse ou de durée de chauffage non pratique, et qui ne dégrade 20 pas d'autres propriétés des matières. Il est en outre survenu un besoin de proposer des ensembles spécifiques de temps et de températures pour vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 au degré de dureté T8 qui conduisent à une ténacité supérieure aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante, de sorte qu'un cycle de vieillissement 25 optimisé peut être choisi pendant le procédé de fabrication. Comme on peut le voir, il existe un besoin en une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 aux températures cryogéniques. De même, il existe un besoin pour un traitement de vieillissement pour l'alliage C458 qui augmente la ténacité aux 30 températures cryogéniques et qui peut être facilement mis en pratique dans le procédé de fabrication. De plus, il existe un besoin pour des ensembles spécifiques de temps et de températures pour vieillir l'alliage aluminiumlithium C458 au degré de dureté T8 qui conduisent à une ténacité cryogénique supérieure. La présente invention propose une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 et des alliages similaires aux températures cryogéniques au-dessus de leur ténacité à température ambiante, permettant ainsi l'utilisation économique de l'alliage C458 pour des réservoirs cryogéniques, par exemple pour des lanceurs dans l'industrie aérospatiale, sans besoin d'un essai de rupture coûteux à une température 5 cryogénique. La présente invention propose également une méthode pour un traitement de vieillissement pour l'alliage C458 qui peut être facilement mis en pratique dans le procédé de fabrication, qui n'implique pas de vitesses ou de durées de chauffage non pratiques, et qui ne dégrade pas d'autres propriétés de matières. La présente invention propose en outre des 10 ensembles spécifiques de temps et de températures pour vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 au degré de dureté T8 qui conduisent à une ténacité supérieure aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante, de sorte qu'un cycle de vieillissement optimisé peut être choisi pendant le procédé de fabrication. Dans un aspect de la présente invention, une méthode pour un traitement de vieillissement pour un alliage aluminium-lithium C458 comprend les étapes consistant à: fournir un alliage aluminiumlithium C458 dans la condition T3, et conduire un traitement de vieillissement en deux étapes sur l'alliage aluminium-lithium C458. Le 20 traitement de vieillissement en deux étapes comprend les étapes consistant à: vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de première étape à une température de 205 F pendant une durée de 48 heures et vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 300 F 25 pendant une durée de 24 heures. Les propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante sont assurées. Dans un autre aspect de la présente invention, une méthode pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458 comprend 30 les étapes consistant à: fournir un alliage aluminium-lithium C458 dans la condition T3 et conduire un traitement de vieillissement en deux étapes sur l'alliage aluminium-lithium C458. Le traitement de vieillissement en deux étapes comprend les étapes consistant à: vieillir l'alliage aluminiumlithium C458 dans un traitement de vieillissement de première étape à une 35 température de 175 F pendant une durée de 192 heures et vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 275 F pendant une durée de 96 heures. Les propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante sont assurées. Dans encore un autre aspect de la présente invention, une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante comprend les étapes consistant à: fournir une matière d'alliage aluminiumlithium C458; atteindre la condition T3 de la matière d'alliage aluminium10 lithium C458; soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de première étape à une température de 175 F pendant une durée de 192 heures; et soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 275 F pendant une durée de 96 heures. L'atteinte de la condition T3 comprend les étapes 15 consistant à: appliquer un traitement en solution dans l'air à une température nominale de 1 020 F pendant une durée nominale de 30 minutes à la matière C458; tremper la matière C458 dans l'eau à température ambiante; et écrouir la matière C458 à température ambiante. Le traitement de vieillissement de première étape et le traitement de 20 vieillissement de seconde étape de la matière C458 confèrent des propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Dans encore un autre aspect de la présente invention, une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 aux 25 températures cryogéniques comparé à la température ambiante comprend les étapes consistant à: fournir une matière d'alliage aluminiumlithium C458; atteindre la condition T3 de la matière d'alliage aluminiumlithium C458; soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de première étape à une température de 205 F pendant une durée de 48 30 heures; et soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 300 F pendant une durée de 24 heures. L'atteinte de la condition T3 comprend les étapes consistant à: appliquer un traitement en solution dans l'air à une température nominale de 1 020 F pendant une durée nominale de 30 minutes à la matière C458; 35 tremper la matière C458 dans l'eau à température ambiante; et écrouir la matière C458 à température ambiante. Le traitement de vieillissement de première étape et le traitement de vieillissement de seconde étape de la matière C458 confèrent des propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Dans un aspect supplémentaire de la présente invention, une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante comprend les étapes consistant à: fournir une matière d'alliage aluminiumlithium C458, dans laquelle la matière d'alliage aluminium-lithium C458 10 comprend AI, 1,8 % en poids de Li, 2,8 % en poids de Cu, 0,3 % en poids de Mg, 0,08 % en poids de Zr, 0,3 % en poids de Mn et 0,6 % en poids de Zn, et dans laquelle la matière d'alliage aluminium-lithium C458 est fournie en une forme de produit choisie parmi une plaque, une feuille, une extrusion et une bague; atteindre la condition T3 de la matière d'alliage 15 aluminiumlithium C458 en: appliquant un traitement en solution dans l'air à une température de 1 020 F pendant une période de 30 minutes à la matière C458; tremper la matière C458 dans l'eau à température ambiante; étirer ou écrouir de manière similaire la matière C458 à environ 6 % à température ambiante, dans lesquels le délai entre la trempe 20 et l'étirement est inférieur à 2 heures; maintenir la matière C458 à température ambiante pendant au moins 2 jours; soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de première étape à une température de 175 F pendant une durée de 192 heures; et soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de seconde étape à une 25 température de 275 F pendant une durée de 96 heures. Le traitement de vieillissement de première étape et le traitement de vieillissement de seconde étape de la matière C458 confèrent des propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Dans encore un aspect supplémentaire de la présente invention, une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante comprend les étapes consistant à: fournir une matière d'alliage aluminiumlithium C458, dans laquelle la matière d'alliage aluminium-lithium C458 est 35 constituée de AI, 1,8 % en poids de Li, 2,7 % en poids de Cu, 0,3 % en poids de Mg, 0,08 % en poids de Zr, 0,3 % en poids de Mn et 0,6 % en poids de Zn, et dans laquelle la matière d'alliage aluminium-lithium C458 est fournie en une forme de produit choisie parmi une plaque, une feuille, une extrusion et une bague; atteindre la condition T3 de la matière d'alliage aluminium-lithium C458 par les étapes consistant à: appliquer un s traitement en solution dans l'air à une température de 1 020 F pendant une période de 30 minutes à la matière C458; tremper la matière C458 dans l'eau à température ambiante; étirer ou écrouir de manière similaire la matière C458 à environ 6 % à température ambiante, dans lesquels le délai entre la trempe et l'étirement est inférieur à 2 heures; maintenir la 10 matière C458 à température ambiante pendant au moins 2 jours; soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de première étape à une température de 205 F pendant une durée de 48 heures; et soumettre la matière C458 à un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 300 F pendant une durée de 24 heures. Le 15 traitement de vieillissement de première étape et le traitement de vieillissement de seconde étape de la matière C458 confèrent des propriétés de matière de degré de dureté T8 et une ténacité accrue aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Ces particularités, aspects et avantages et autres de la présente 20 invention seront mieux compris en référence aux dessins, à la description et aux revendications suivants. La figure 1 et un tracé de contour illustrant la résistance à la rupture dépendant principalement de la pratique de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un tracé de contour illustrant la limite d'élasticité dépendant principalement de la pratique de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est un tracé de contour illustrant la ténacité dépendant principalement de la pratique de vieillissement de la seconde étape selon un 30 mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un graphique illustrant les propriétés de traction à température ambiante dépendant de paramètres de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un graphique illustrant les propriétés de traction et de 35 ténacité à température cryogénique (- 320 F) dépendant de paramètres de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 6 est un tracé de contour illustrant la résistance à la rupture, la limite d'élasticité, et la ténacité dépendant principalement de la pratique 5 de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention. La description détaillée suivante est des modes de réalisation de l'invention les meilleurs actuellement envisagés. La description ne doit pas être prise dans un sens limitant, mais n'est donnée simplement qu'à des 10 fins d'illustration des principes généraux de l'invention, puisque la portée de l'invention est définie au mieux par les revendications annexées. La présente invention propose une méthode pour accroître la ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 et d'alliages similaires de la même famille, tels que l'alliage C460 et C47A, à des températures cryogéniques 15 comparée à la température ambiante. Une ténacité accrue aux températures cryogéniques de l'alliage aluminium-lithium C458 permettrait l'utilisation de cet alliage, par exemple, pour des réservoirs cryogéniques pour des lanceurs à une seule utilisation et réutilisables et d'autres véhicules spatiaux dans l'industrie aérospatiale, remplacçant des matières, telles que 20 I'alliage d'aluminium 2219 ou l'alliage aluminium-lithium 2195, qui sont actuellement utilisés pour des réservoirs cryogéniques dans l'industrie aérospatiale. Le remplacement d'alliages de l'art antérieur, tels que l'alliage d'aluminium 2219 ou l'alliage aluminium-lithium 2195, par l'alliage aluminium-lithium C458, conduirait à une réduction de poids dans le 25 véhicule spatial, à une charge utile accrue et à un coût par lancement réduit. La présente invention propose en outre une méthode pour un traitement de vieillissement pour l'alliage C458 qui augmente la ténacité de cet alliage aux températures cryogéniques. La capacité à atteindre une ténacité à la fracture supérieure aux températures cryogéniques comparée à 30 la température ambiante permet à l'essai de rupture structurel pour le réservoir d'être conduit de manière moins coûteuse et plus commode à température ambiante. Dans un mode de réalisation, la présente invention propose un traitement de vieillissement en deux étapes qui augmente la ténacité de 35 lI'alliage aluminium-lithium C458 aux températures cryogéniques d'environ 9 % en comparaison à sa ténacité à température ambiante. Au contraire, le vieillissement de l'art antérieur classique conduit en une seule étape à une température (typiquement de 300 F) pendant un temps spécifique (typiquement de 24 heures) conduit à une réduction de la ténacité aux températures cryogéniques d'environ 10 % comparée à la 5 température ambiante. Le traitement de vieillissement en deux étapes de la présente invention peut être facilement mis en pratique dans le procédé de fabrication, puisqu'il n'implique pas de vitesses ou de durées de chauffage non pratiques comme certains procédés de vieillissement en deux étapes de l'art antérieur le font. En outre, le traitement de vieillissement en deux 10 étapes de la présente invention ne dégrade pas d'autres propriétés de matière. Dans un mode de réalisation, la présente invention propose une méthode pour fournir des ensembles spécifiques de temps et de températures pour vieillir l'alliage aluminium-lithium C458 au degré de 15 dureté T8 qui conduisent à une ténacité supérieure aux températures cryogéniques comparée à la température ambiante. Une fourchette de temps et de température pour optimiser les combinaisons de résistance mécanique et de ténacité est proposée. Ces données peuvent être utilisées pour le développement d'une base de données de conception pour 20 utilisation en production. Aucune donnée de l'art antérieur pour des procédés de vieillissement pour l'alliage C458 ou des alliages similaires n'est connue qui mène à une ténacité accrue aux températures cryogéniques et qui pourrait être facilement utilisée en production. Les données pour le traitement de vieillissement en deux étapes de la présente 25 invention peuvent également être applicables à des alliages avec une teneur en lithium supérieure à 1,8 % en poids de l'alliage C458 (plus d'économies en poids). En proposant une méthode pour un traitement de vieillissement en deux étapes pour l'alliage aluminium-lithium C458 qui augmente la ténacité 30 de cet alliage aux températures cryogéniques et qui peut être facilement mise en pratique en fabrication, la présente invention permet la mise en oeuvre économique et l'utilisation de l'alliage C458, par exemple, dans des véhicules spatiaux pour des réservoirs cryogéniques et, en conséquence, réduit le poids d'un tel véhicule spatial, ce qui augmente les capacités de 35 charge utile et réduit le coût de lancement. En se référant à présent au tableau 1, un plan d'optimisation de vieillissement et des résultats de traitement de vieillissement pour des échantillons de plaque en C458 sont montrés selon un mode de réalisation de la présente invention. Une conception d'expériences d'étude de 5 vieillissement a été conduite pour la matière d'alliage aluminiumlithium C458 (AI-1,8 Li-2,7 Cu-0,3 Mg-0,08 Zr-0,3 Mn-0,6 Zn), sous forme de plaque. Tous les échantillons de plaque P01 à P1 7 et P20 ont été traités en solution dans l'air à 1 020 F pendant 30 minutes et trempés dans l'eau à température ambiante. En outre, on a écroui les échantillons de 10 plaque P01 à P17 et P20, dans cet exemple par étirement à 6 % à température ambiante. Le délai entre la trempe et l'étirement était inférieur à 2 heures pour éviter un durcissement de la matière. On a maintenu les échantillons trempés et étirés à température ambiante pendant un minimum de deux jours. Après application des étapes décrites de traitement en 15 solution, de trempe et d'écrouissage par étirement, les échantillons de plaque en alliage C458 étaient dans la condition T3. Pour atteindre les propriétés de matière selon le degré de dureté T8, on vieillit typiquement l'alliage C458 dans la condition T3 en une étape à 300 F pendant 24 heures. Dans la conception d'expériences d'étude qui menèrent à la 20 présente invention, on a développé un traitement de vieillissement en deux étapes et on l'a optimisé par une expérience pleine factorielle 24 compréhensive avec les données de traitement de vieillissement en une seule étape typiques comme référence. L'expérience factorielle 24 consistait en 24 (= 16) conditions représentant des combinaisons de valeurs extrêmes 25 des paramètres (P01 à P1 6) et un "point central" représentant la fourchette moyenne des paramètres (P17). L'échantillon de plaque P20 représentait la ligne de base, traitement de vieillissement en une seule étape. On a vieillit les échantillons de plaque P01 à P17 et P20 au degré de dureté T8 en utilisant les paramètres montrés dans le tableau 1. Comme énoncé dans le tableau 1, les échantillons de plaque P01 à P1 7 ont tous subis un traitement de vieillissement en deux étapes. On a conduit un traitement de vieillissement de première étape à des températures entre 175 F et 250 F et avec des variations de temps entre 12 heures et 192 heures pour promouvoir une nucléation homogène de 35 précipité Tl (AI2CuLi) au sein de la matrice, qui améliore la ténacité à la température cryogénique alors qu'elle n'a pas d'impact sur d'autres propriétés. La température de 175 F était le minimum considéré nécessaire pour unenucléation de Tl tandis de 250 F était considéré comme le maximum au-dessus duquel une nucléation au niveau des frontières de grain était plus facile. Un traitement de vieillissement de seconde étape est s nécessaire pour obtenir la combinaison optimale de résistance mécanique et de ténacité dans des temps de vieillissement pratiques. On a conduit le traitement de vieillissement de seconde étape à des températures entre 275 F et 325 F, qui est dans la fourchette de la température de vieillissement en une seule étape, et avec des variations de temps entre 10 12 heures et 96 heures. On a choisi les températures de vieillissement de seconde étape pour assurer l'équilibre entre la résistance mécanique et la ténacité dans des temps de vieillissement pratiques. Le "point central" de l'expérience pleine factorielle 24 représentant la fourchette moyenne des paramètres était un traitement à deux étapes comprenant une étape de 15 vieillissement de première étape à 205 F pendant 48 heures suivie par un traitement de vieillissement de seconde étape à 300 F pendant 24 heures (échantillon de plaque P17). Les paramètres de seconde étape pour le "point central") étaient également identiques à ceux de la ligne de base, condition de vieillissement en une seule étape (échantillon de plaque P20). 20 On a vieilli l'échantillon de plaque P20 à 300 F pendant 24 heures, ce qui représente le traitement de vieillissement de degré de dureté T8 en une seule étape optimisé pour l'alliage C458 recommandé par Alcoa. Comme présenté dans le tableau 1, on a déterminé les propriétés de traction pour les échantillons de plaque P01 à P17 et P20, et on a 25 déterminé des propriétés de ténacité pour les échantillons sélectionnés montrant les propriétés de traction adéquates. On a conduit les essais en traction par la norme ASTM E8 "méthodes d'essai standard pour l'essai en tension de matières métalliques" et on a conduit les essais de ténacité par la norme ASTM E 1820 "méthode d'essai standard pour la mesure de 30 ténacité à la fracture". On a conduit 3 essais en traction et deux essais de ténacité pour chaque condition sélectionnée. Un résumé des résultats d'essai est donné dans le tableau 1. La première colonne à gauche indique le numéro de l'échantillon de plaque, dans laquelle les échantillons de plaque P01 à P17 étaient sélectionnés pour la conception d'expériences 35 d'étude de vieillissement du traitement de vieillissement en deux étapes, alors que l'échantillon de plaque P20 était sélectionné pour le traitement de vieillissement en une seule étape de ligne de base. Les quatre colonnes suivant la première colonne listent les paramètres de vieillissement comprenant la température de première étape, le temps de vieillissement de première étape, la température de seconde étape et le temps de s vieillissement de seconde étape pour chaque échantillon de plaque. On groupe les échantillons de plaque par paramètres de vieillissement de première étape. Quatre échantillons de plaque, par exemple, P01 à P04, sont toujours dans un groupe ayant les mêmes paramètres de vieillissement de première étape alors que les paramètres de vieillissement de seconde 10 étape ont été variés. L'échantillon de plaque P17 représente la fourchette moyenne des paramètres du traitement de vieillissement en deux étapes. Suivant les paramètres de vieillissement, les résultats d'essai pour les propriétés de traction sont listés dans les colonnes 6 à 13 (à partir de la gauche). Les paramètres résistance à la rupture (FTU) mesurée en unités 15 de ksi (kilo livres - 1 000 livres, par pouce carré), limite d'élasticité (FTY) mesurée en unités de ksi, allongement à la rupture % e donné en pourcentage (%), et réduction d'aire % RA donné en pourcentage (%) ont été mesuré sur chaque échantillon de plaque à température ambiante et à température cryogénique (- 320 F), comme montré dans le tableau 1. On a 20 utilisé les données obtenues pour la résistance à la rupture (FTU) pour comparer les différents cycles de vieillissement. Des nombres supérieurs représentent une résistance mécanique supérieure des échantillons de plaque mis à l'essai et donc une résistance supérieure à la rupture sous tension. Les résultats d'essai pour la ténacité à température ambiante et à 25 température cryogénique (- 320 F) sont listés dans les quatre dernières colonnes du tableau 1. Les paramètres KjIc et KjC mesurés en unités de Ksi/in (kilo livres par pouce carré fois racine carrée de pouce) ont été déterminés selon la norme ASTM E 1820. Des nombres supérieurs représentent une ténacité supérieure des échantillons de plaque mis à 30 I'essai. En se référant à présent au tableau 2, les propriétés de traction pour les échantillons de plaque P01 à P16 sont montrées groupées par les paramètres de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention. Pour chaque groupe, les paramètres de 35 vieillissement de seconde étape comprenant la température de seconde étape et le temps de vieillissement de seconde étape étaient les mêmes, alors que les paramètres de première étape comprenant la température de première étape et le temps de vieillissement de première étape étaient variés. Comme on peut le voir dans le tableau 2, en faisant varier la pratique de vieillissement de première étape tout en maintenant une 5 pratique de vieillissement de seconde étape spécifique, cela n'affectait pas les propriétés de traction à température ambiante ou à température cryogénique (- 320 F) résultantes, par exemple la résistance à la rupture (FTU) et la limite d'élasticité (FTY). En conséquence, les propriétés de traction et les propriétés de ténacité de l'alliage aluminium-lithium C458 0 dépendent principalement de la pratique de vieillissement de la seconde étape. En se référant à présent aux figures 1, 2 et 3, le tracé de contour 10 montre la résistance à la rupture (figure 1), le tracé de contour 20 montre la limite d'élasticité (figure 2) et le tracé de contour 30 montre la ténacité 15 (figure 3) dépendant principalement de la pratique du vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention. Les figures 1, 2 et 3 réfléchissent les données listées dans le tableau 1 et le tableau 2. La figure 1 montre les lignes contour 11 de résistance à la rupture constante (FTU) à température ambiante comme fonction de la 20 température de vieillissement de seconde étape 15 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit (IF) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en unités d'heures (h). La figure 2 montre des lignes contour 21 de limite d'élasticité (FTY) constantes à température ambiante comme une fonction de la température de vieillissement de 25 seconde étape 15 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit (IF) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en unités d'heures (h). Comme la température de vieillissement de seconde étape augmente de 275 F à 325 , I'alliage C458 apparaît aller d'une condition vieillie en pic à une condition sur vieillie. Comme indiqué par la flèche 12 30 sur la figure 1 et par la flèche 22 sur la figure 2, les propriétés de traction (résistance à la rupture et limite d'élasticité) à température ambiante augmentent avec un temps de vieillissement de seconde étape accru et augmente dans une moindre mesure avec une température de vieillissement de seconde étape accrue. La figure 3 montre les lignes contour 31 de la 35 ténacité (Kj1c) à température cryogénique (- 320 F) comme fonction de la température de vieillissement de seconde étape 15 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit ( F) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en unités d'heures (h). Comme indiqué par la flèche 32, la ténacité à température cryogénique augmente avec un temps de vieillissement de seconde étape diminuant et avec une température de vieillissement de seconde étape diminuée. En se référant à présent aux figures 4 et 5, le graphique 40 montré sur la figure 4 montre les propriétés de traction à température ambiante dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape et le graphique 50 montré sur la figure 5 montre les propriétés de traction et de 0 ténacité à température cryogénique (- 320 F) dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention. Les figures 4 et 5 réfléchissent les données listées dans le tableau 1 et le tableau 2. Chaque point de données sur les figures 4 et 5 représente la moyenne de tous les échantillons de plaque ayant les mêmes paramètres de vieillissement de seconde étape et toutes les combinaisons de paramètres de vieillissement de première étape comme listées dans le tableau 2. En se référant à présent à la figure 4, le graphique 40 comprend un axe x 45 montrant les paramètres de vieillissement de seconde étape 20 comprenant la température de vieillissement mesurée en unités de degré Fahrenheit (IF) et le temps de vieillissement mesuré en heures (h) et un axe y 46 montrant les propriétés de traction mesurées en unités de kilo livres- 1 000 livres, par pouce carré (ksi) et pourcentage (%). Le graphique 40 comprend la trace 41 qui montre la résistance à la 25 rupture (FTU) à température ambiante dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape, alors que la trace 42 montre la limite d'élasticité (FTY) à température ambiante dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape. La trace 41 et la trace 42 montrent toutes deux la valeur la plus élevée pour les paramètres de vieillissement de 30 seconde étape de 275 F et de 96 heures. Le graphique 40 comprend en outre la trace 43 qui montre l'allongement à la rupture %e donné en pourcentage (%) et la trace 44 qui montre la réduction de l'aire %RA donnée en pour cent (%). En se référant à présent à la figure 5, le graphique 50 comprend un 35 axe x 45 montrant les paramètres de vieillissement de seconde étape comprenant la température de vieillissement mesurée en unités de degré Fahrenheit ( F) et le temps de vieillissement mesuré en heures (h) et un axe y 46 montrant les propriétés de traction mesurées en unités de kilo livres par pouce carré (ksi) et pour cent (%). Le graphique 50 comprend la trace 51 qui montre la résistance à la rupture (FTU) à température 5 cryogénique (320 F) dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape, alors que la trace 52 montre la limite d'élasticité (FTY) à température ambiante (- 320 F) dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape. La trace 51 et la trace 52 montrent toutes deux la valeur la plus élevée pour les paramètres de vieillissement de 10 seconde étape de 275 F et 96 heures. Le graphique 50 comprend en outre la trace 53 qui montre la ténacité représentée par le paramètre Kjlc mesuré en unité de KsiIin à température cryogénique (- 320 F) dépendant des paramètres de vieillissement de seconde étape. La ténacité est significativement supérieure pour les paramètres de vieillissement de 15 seconde étape de 275 F/96 heures et de 300 F/24 heures que pour tous les autres paramètres de vieillissement de seconde étape. Le graphique 50 comprend en outre la trace 54 qui montre l'allongement en rupture %e donné en pour cent (%) et la trace 55 qui montre la réduction d'aire %RA donnée en pour cent (%). En se référant à présent au tableau 3, les propriétés de traction et de ténacité des échantillons de plaque P06, P1 7 et P20 sont montrées selon un mode de réalisation de la présente invention. Pour atteindre des propriétés de matière de degré de dureté T8, les échantillons de plaque P06 et P1 7 ont tous deux subis un traitement de vieillissement en deux étapes, 25 alors que l'échantillon de plaque P20 a subi le traitement de vieillissement en une seule étape de l'art antérieur. Comme montré également sur la figure 5, la ténacité à température cryogénique (- 320 F) est significativement améliorée avec certaines pratiques de vieillissement en deux étapes (P06 et P17) comparé à la pratique de vieillissement en une 30 seule étape (P20). La ténacité cryogénique des échantillons de plaque P06 et P1 7 est la plus élevée de tous les échantillons de plaque évalués. Une comparaison de ténacité à température ambiante et de ténacité cryogénique pour P1 7 montre que les valeurs KjQ et Kjlc augmentaient de 48,2 ksi-in2 à température ambiante à 54,1 ksi- in1/2 à température cryogénique (- 320 F), 35 comme listé dans le tableau 3. Au contraire de la ténacité accrue à température cryogénique (- 320 F) de l'échantillon de plaque P17, l'échantillon de plaque P20, qui subissait le traitement de vieillissement en une seule étape de l'art antérieur, montre une chute de ténacité cryogénique. Les valeurs KjQ et Kjlc pour l'échantillon de plaque P20 diminuent de 47,6 ksi-in1/2 à température ambiante à 41,6 ksi-in2 à 5 température cryogénique (- 320 F), comme listé dans le tableau 3. Les résistances à la rupture les plus élevées sont obtenues avec un vieillissement de seconde étape à 275 F pendant 96 heures, qui comprend l'échantillon de plaque P06 qui a une ténacité cryogénique élevée. L'échantillon de plaque P17 a également une ténacité cryogénique élevée, 10 mais la résistance à la rupture à température ambiante était uniquement de 81,2 ksi comparé à la résistance à la rupture de 83,6 ksi pour l'échantillon de plaque P06. En conséquence, il est possible de proposer deux options, parmi de nombreuses autres possibilités, pour un traitement de vieillissement en 15 deux étapes applicable à l'alliage aluminium-lithium C458 dans la condition T3 pour atteindre des propriétés de matière de degré de dureté T8. La première option, qui forme la meilleure combinaison de résistance et de ténacité à température cryogénique, comprend le vieillissement de première étape à 175 F pendant 192 heures suivi par un 20 vieillissement de seconde étape à 275 F pendant 96 heures. La seconde option, qui comprend des temps de vieillissement plus pratiques et fournit approximativement 2 ksi de moins de résistance à la rupture/limite d'élasticité à température ambiante comparée à la première option, comprend le vieillissement de première étape à 205 F pendant 48 heures 25 suivi par un vieillissement de seconde étape à 300 F pendant 24 heures. En se référant à présent à la figure 6, un tracé de contour 60 montre la résistance à la rupture 62, la limite d'élasticité 61 et la ténacité 63 dépendant principalement de la pratique de vieillissement de seconde étape selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 réfléchit 30 les données listées dans le tableau 1 et le tableau 2. La figure 6 montre les lignes contour 62 de la résistance à la rupture (FTU) constante à température ambiante comme fonction de la température de vieillissement de seconde étape 15 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit ( F) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en 35 unités d'heures (h). En outre, la figure 6 montre les lignes contour 61 de limite d'élasticité (FTY) constante à température ambiante comme fonction de la température de vieillissement de seconde étape 1 5 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit (IF) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en unités d'heures (h). Encore en outre, la figure 6 montre des lignes contour 63 de ténacité (Kjlc) à température 5 cryogénique (- 320 F) comme fonction de la température de vieillissement de seconde étape 15 (axe x) mesurée en unités de degré Fahrenheit (OF) et le temps de vieillissement de seconde étape 16 (axe y) mesuré en unités d'heures (h). Pour un traitement de vieillissement de première étape dans une fourchette de température d'environ 175 F à 250 F et pendant une durée dans une fourchette d'environ 12 heures à 192 heures et un traitement de vieillissement de seconde étape suivant dans une fourchette de température d'environ 275 F à 310 F et pendant une durée dans une fourchette d'environ 12 heures à 96 heures, les propriétés de matière (la résistance à la rupture 62 à température ambiante, la limite 15 d'élasticité 61 à température ambiante et la ténacité 63 à température cryogénique) sont montrées dans l'aire hachurée en diagonale 64. L'aire hachurée en diagonale 64 forme une région de durée et de température de vieillissement de seconde étape, qui peut fournir une valeur de la ténacité cryogénique égale ou supérieure à la ténacité à température ambiante à des 20 niveaux de résistance acceptables. En conséquence, la présente invention propose un tracé de contour 60 qui rend possible de choisir un traitement de vieillissement de première étape dans la fourchette spécifique de 175 F à 250 F/12 heures à 192 heures et de choisir le traitement de vieillissement de seconde étape dans la fourchette spécifique de 275 F à 25 310 F/12 heures à 96 heures pour obtenir les combinaisons de résistance mécanique et de ténacité souhaitées, la ténacité cryogénique étant supérieure à la ténacité à température ambiante. Généralement, comparé à la seconde étape de vieillissement d'un traitement de vieillissement en deux étapes, la première étape de 30 vieillissement du traitement de vieillissement en deux étapes caractérise des températures de vieillissement inférieures et des temps de vieillissement plus longs. Cette tendance peut être utilisée pour développer des traitements de vieillissement en deux étapes pour des alliages aluminiumlithium ayant une teneur en lithium supérieure comparée à l'alliage C458. 35 En outre, on a conduit les expériences sur la matière d'alliage aluminiumlithium C458 sous forme de plaque, cependant, les résultats peuvent être applicables à une matière d'alliage aluminiumlithium C458 en feuille, extrusion, bague ou d'autres formes de produits utiles similaires. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra 5 prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458, comprenant les étapes consistant à: - fournir une matière d'alliage aluminium-lithium C458, dans laquelle ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 est dans une condition T3; et - conduire un traitement de vieillissement en deux étapes (45) sur ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458, dans lequel les propriétés de matière en degré de dureté T8 (51, 52) et une ténacité accrue (53) aux températures cryogéniques comparée à la température 10 ambiante (41, 42) sont fournies, et dans lequel ledit traitement de vieillissement en deux étapes (45) comprend les étapes consistant à: - vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de première étape dans une fourchette de température d'environ 175 F à 250 F pendant une durée dans une 15 fourchette d'environ 12 heures à 192 heures; et vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de seconde étape (64) dans une fourchette de température d'environ 275 F à 310 F pendant une durée dans une fourchette d'environ 12 heures à 96 heures. 2. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458 selon la revendication 1, dans laquelle ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 est nominalement constituée de AI, 1,8 % en poids de Li, 2,7 % en poids de Cu, 0,3 % en poids de Mg, 25 0,08 % en poids de Zr, 0,3 % en poids de Mn et 0,6 % en poids de Zn. 3. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458 selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant en outre l'étape consistant à fournir ladite matière d'alliage 30 aluminium-lithium C458 sous une forme de produit choisie parmi une plaque, une feuille, une extrusion et une bague. 4. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458 selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre les étapes consistant à appliquer un traitement en solution à ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458, tremper ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458, et écrouir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 pour atteindre ladite condition T3 de ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458. 5. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement d'un alliage aluminium-lithium C458 selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit traitement de vieillissement en deux étapes (45) 10 comprend les étapes consistant à: - vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de première étape à une température de 205 F pendant une durée de 48 heures; et vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un 15 traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 300 F pendant une durée de 24 heures. 6. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage aluminium-lithium C458 selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 20 dans laquelle ledit traitement de vieillissement en deux étapes (45) comprend les étapes consistant à: - vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de première étape à une température de 175 F pendant une durée de 192 heures; et vieillir ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 dans un traitement de vieillissement de seconde étape à une température de 275 F pendant une durée de 96 heures. 7. Méthode (60) pour un traitement de vieillissement pour l'alliage 30 aluminium-lithium C458 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre l'étape consistant à utiliser ladite matière d'alliage aluminium-lithium C458 traitée en vieillissement en deux étapes (45) pour fabriquer des lanceurs pour l'industrie aérospatiale.