Brevet FR2925523A1 — publié le 20090626

PRODUIT LAMINE AMELIORE EN ALLIAGE ALUMINIUM-LITHIUM POUR APPLICATIONS AERONAUTIQUES Domaine de l'invention La présente invention concerne en général les alliages aluminium-lithium et, en particulier, de tels produits utiles dans l'industrie aéronautique. Etat de la technique Les alliages d'aluminium sont reconnus depuis longtemps comme une solution efficace pour réduire le poids des éléments structuraux en raison de leur faible densité. Cependant, les différentes propriétés requises pour les matériaux utilisés dans l'industrie aéronautique, telles qu'une limite élastique élevée, une résistance à la compression élevée, une tolérance aux dommages élevée ainsi qu'une résistance à la corrosion élevée, se sont avérées difficiles à obtenir simultanément. Les alliages Al-Li sont particulièrement sensibles à la bifurcation de fissure qui fait parties des problèmes liés à la tolérance aux dommage limitant l'utilisation des alliages Al-Li, (Hurtado, J A; de los Rios, E R; Morris, A .J , � Crack deflection in Al-Li alloys for aircraft structures", 18th Symposium of the International Committee on Aeronautical Fatigue, Melbourne; UNITED KINGDOM; 3-5 May 1995. pp. 107-136. 1995). La bifurcation des fissures, la déviation de fissure, la rotation des fissures ou le branchement des fissures sont des termes utilisés pour exprimer la propension pour la propagation d'une fissure de dévier du plan attendu de fracture perpendiculaire à la charge 2 0 appliquée pendant un test de fatigue ou de ténacité. La bifurcation de fissure se produit à l'échelle microscopique ( 1 mm), mais elle n'est considérée comme néfaste que si la direction de la fissure reste stable après bifurcation (échelle macroscopique). Ce phénomène est en particulier préoccupant pour des essais en fatigue dans la direction L-S pour des alliages 2 5 aluminium-lithium. Le terme bifurcation de fissure est utilisé ici pour la bifurcation macroscopique de fissures lors de tests en fatigue ou en ténacité dans la direction L-S, de la direction S vers la direction L qui se produit pour des produits laminés dont l'épaisseur est d'au moins 30 mm. La bifurcation de fissure peut se produire en relation avec la composition du produit laminé, de sa microstructure et des conditions d'essai. Les produits laminés en alliage AA7050 peuvent être considérés comme une référence de produit ayant une faible tendance à la bifurcation de fissures. La bifurcation de fissures a été considérée comme un problème majeur par les fabricants d'avion parce qu'elle est difficile à prendre en compte pour le dimensionnement des éléments, ce qui rend impossible l'utilisation des méthodes de design traditionnelles. Ainsi, la bifurcation de fissures rend invalides les procédures de tests de matériaux et les méthodes de design traditionnelles, basées sur une propagation en mode I. Le problème de la bifurcation de fissures s'est avéré difficile à résoudre. Récemment il a été envisagé qu'en l'absence de solution pour éviter la bifurcation de fissures, les efforts devraient être orientés sur la prédiction des comportements de bifurcation de fissure. (M. J. Crill, D. J. Chellman, E. S. Balmuth, M. Philbrook, K. P. Smith, A. Cho, M. Niedzinski, R. Muzzolini and J. Feiger, Evaluation of AA 2050-T87 Al-Li Alloy Crack Turning Behavior, Materials Science Forum, Vol 519-521 (July 2006) pp 1323 û 1328). Il existe un besoin pour un produit laminé en alliage aluminium lithium pour des applications aéronautiques, en en particulier pour des pièces intégralement usinées, ayant une faible tendance à la bifurcation de fissure. Objet de l'invention 2 0 Un premier objet de l'invention est un produit laminé essentiellement non recristallisé obtenu à partir d'une tôle d'épaisseur au moins 30 mm, comprenant 2,2 à 4,3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables, susceptible d'être obtenu par un procédé selon 2 5 l'invention, dont l'angle de déviation de fissure O est d'au moins 20° sous un facteur d'intensité de contrainte équivalent Keff max de 10 MPa im pour un échantillon d'essai fissuré S-L soumis à une contrainte en mode mixte I et II, dans laquelle l'angle `P entre un plan perpendiculaire à la direction de fissure et la direction de la contrainte est 75°. 3 0 Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'une tôle essentiellement non recristallisée d'épaisseur au moins 30 mm ayant une faible propension à la bifurcation de fissure, le procédé comprenant : a) la coulée d'une plaque comprenant 2,2 à 4,3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables, b) l'homogénéisation de ladite plaque entre 470 °C et 510 °C pour une durée de 2 à 30 heures, c) le laminage à chaud de ladite plaque pour obtenir une tôle d'au moins 30 mm d'épaisseur, avec une température de sortie d'au moins 410 °C, d) la mise en solution entre 490 °C et 540 °C pendant 15 mn à 4h, de façon à ce que le temps équivalent total pour l'homogénéisation et la mise en solution t(eq) Jexp(-26100 / T) dt t(eq) _ exp(-26100 / Tref) ne dépasse pas 30h et de manière préférée 20h, où T (en Kelvin) est la température instantanée de traitement, qui évolue avec le temps t (en heures), et Tref est une température de référence fixée à 773 K, e) la trempe à l' au froide, f) la traction contrôlée de la dite tôle avec une déformation permanente de 2 à 5%, g) le revenu de ladite tôle par chauffage entre 130°C et 160 °C pendant 5 à 60 heures. Encore un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un produit laminé pré-usiné essentiellement non recristallisé ayant une faible propension à la bifurcation de fissure, obtenu à partir d'une tôle d'épaisseur au moins 30 mm, le procédé comprenant : a) la coulée d'une plaque comprenant 2,2 à 4, 3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables, b) l'homogénéisation de ladite plaque entre 470 °C et 540 °C pour une durée de 2 à 40 2 5 heures, c) le laminage à chaud de ladite plaque avec une température de sortie d'au moins 410 °C, pour obtenir une tôle d'au moins 30 mm d'épaisseur, d) le pré-usinage de ladite tôle pour obtenir un produit laminé pré-usiné avec un ou plusieurs canaux dans laquelle chaque partie utile dudit produit laminé pré-usiné a une 3 0 dimension dans au moins une direction qui est inférieure à 30 mm ou de préférence inférieure à 20 mm, e) la mise en solution entre 490 °C et 540 °C pendant 15 mn à 4h, dudit produit laminé pré-usiné, f) la trempe à l'au froide dudit produit laminé pré-usiné, g) la traction contrôlée de la dite tôle avec une déformation permanente de 2 à 5%, h) le revenu dudit produit laminé pré-usiné par chauffage entre 130°C et 160 °C pendant 5 à 60 heures. Description des figures Figure 1 : représentation schématique de la localisation de l'échantillon Sinclair. Figure 2 : géométrie de l'échantillon Sinclair. Figure 3 : représentation schématique des conditions d'essai en mode mixte I et II utilisées sur l'échantillon Sinclair. Figure 4 : représentation schématique de la méthode de détermination de l'angle de déviation sur un échantillon Sinclair fracturé. Figure 5 : évolution de l'angle de déviation avec le facteur d'intensité de contrainte équivalent maximal pour deux traitements d'homogénéisation appliqués au même alliage et pour une tôle en alliage AA7050 de référence. Figure 6 : géométrie de l'échantillon utilisé pour les tests en fatigue dans le sens L-S. 2 0 Figure 7 : photographies d'échantillons après un test en fatigue L-S. Figure 8 : évolution de l'angle de déviation avec le facteur d'intensité de contrainte équivalent maximal pour deux différentes vitesses de trempes appliquées au même alliage. Description détaillée de l'invention 25 Sauf mention contraire, toutes les indications concernant la composition chimique des alliages sont exprimées comme un pourcentage en poids basé sur le poids total de l'alliage. L'expression 1,4 Cu signifie que la teneur en cuivre exprimée en % en poids est multipliée par 1,4. La désignation des alliages se fait en conformité avec les règlements de The 30 Aluminium Association, connus de l'homme du métier. Les définitions des états métallurgiques sont indiquées dans la norme européenne EN 515. Sauf mention contraire, les caractéristiques mécaniques statiques, en d'autres termes la résistance à la rupture Rn,, la limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% d'allongement Rp0,2 et l'allongement à la rupture A, sont déterminées par un essai de traction selon la norme EN 10002-1, le prélèvement et le sens de l'essai étant définis par la norme EN 485-1. La vitesse de fissuration (da/dN) est déterminée selon la norme ASTM E 647. Le facteur d'intensité de contrainte (KID) est déterminé selon la norme ASTM E 399. Il existe trois modes de rupture. Le mode I, où mode par ouverture, est caractérisé en ce que l'on exerce une contrainte perpendiculaire aux faces de la fissure. Le mode II, où mode par sollicitation plane, présente une contrainte de cisaillement perpendiculaire au front de fissure. Enfin le mode III, où mode de sollicitation anti-plan, est mode dans le quel la contrainte de cisaillement est parallèle au front de fissure. La propension à la bifurcation de fissure est généralement observée pendant un test en fatigue ou en ténacité L-S. Un résultat quantitatif est obtenu avec un test de propagation de fissure réalisé en mode mixte I et II sur un échantillon S-L. Les échantillons et les conditions d'essai pour étudier les propriétés de fatigue bi-axiale ont été décrits par H.A. Richard ("Specimens for investigating biaxial fracture and fatigue properties", Biaxial and Multiaxial Fatigue, EGF 3 (Edited by M. W. Brown and K. J. Miller), 1989, Mechanical Engineering Publications, London pp 217 û 229). Des échantillons S9 décrits par Richard son utilisés dans le cadre de la présente invention. Le raisonnement permettant de relier la propension à la bifurcation de fissure dans des test de fatigue ou de ténacité L-S à des angles de déviation mesurés pour des tests en mode mixte I et II est décrit par Sinclair et Gregson ("The effects of mixed mode loading on intergranular failure in AA7050-T7651", Materials Science Forum, Vol.242 (1997) pp 175-180). L'objectif est de reproduire la contrainte locale se produisant à l'extrémité de la fissure d'un échantillon L-S après bifurcation. La Figure 1 montre schématiquement une bifurcation de fissure sur un échantillon L-S et la localisation de l'échantillon proposé par Sinclair (� l'échantillon Sinclair �). Un échantillon L-S (1) présentant des grains allongés (3) soumis à une contrainte (2) avec une fissure initiale en mode I (4) subit une bifurcation de fissure vers la direction L (fissure déviée (5)). L'échantillon Sinclair (6) est un échantillon S-L et la fissure initiale correspond à une fissure bifurquée de 90° dans un échantillon L-S. Si la fissure de l'échantillon Sinclair est stable quand elle est soumise à une contrainte en mode mixte I et II représentative de la contrainte subie par la fissure bifurquée, alors la fissure bifurquée aurait été stable et l'échantillon présente une propension élevée à la bifurcation de fissure. La géométrie de l'échantillon Sinclair est donnée Figure 2 (Largeur , W = 40 mm, épaisseur 5 mm). Six orifices (61) sont utilisés pour fixer l'échantillon Sinclair au dispositif de test. L'échantillon est préfissuré mécaniquement, la longueur de la préfissure est 7 mm. L'échantillon Sinclair est soumis à une contrainte en mode mixte I et II conformément à la Figure 3. Deux porte-échantillons (71) et (72) sont utilisés pour soumettre l'échantillon à une contrainte en mode mixte I et II. Les échantillons sont fixés aux porte-échantillons par les six orifices (61) de façon à former un assemblage qui est soumis à une contrainte entre les orifices (711) et (721). L'angle 11' d'application de la charge entre un plan perpendiculaire à la direction initiale de fissure et la direction de la contrainte est 75°. On peut noter que l'angle l'est l'angle complémentaire de l'angle d'inclinaison de la fissure par rapport à l'axe de sollicitation. Les facteurs d'intensité de contrainte KI et KII sont obtenus selon P,lIr.a Kr r, = Wt F1111 où P est la charge (N), a est la longueur de fissure (mm), W est la largeur de l'échantillon (mm), t est l'épaisseur de l'échantillon (mm). Pour (les tests de fatigue, la charge maximale est référencée Pmax et le facteur d'intensité de contrainte correspondant est référencé Kmax. Les facteurs de forme FI et FII, qui correspondent aux mode I et au mode II, respectivement, sont pour la géométrie de l'échantillon donnés par i 0,26 + 2,65 -- Wa \ûa 1+0,55( + 0,55( a -0,08 a z \W û a, W û a) û 0,23 + 1,400 W aûa z 1û0,67 a ) + 2,08 a KW ûa KW ûa où 'P est l'angle entre un plan perpendiculaire à la direction initiale de fissure et la direction de la contrainte. 2 0 Le facteur d'intensité de contrainte équivalent Keff est obtenu selon Keff û 1ûv2)K; +(1ûv2)K; +(1+v)K;,) Pour la géométrie utilisée dans le test KIII = O. Keffmax est le facteur d'intensité de contrainte maximal pendant un cycle de fatigue, il correspond à la charge maximale Pmax. L'angle de déviation O entre la direction initiale de fissure et la direction de la fissure déviée 25 permet une évaluation quantitative de la propension à la bifurcation de fissure. Il est mesuré F cos `I' = r 1 a W I sin Fä _ a 1--- W 1 tel que décrit dans la Figure 4. La Figure 4 est une représentation d'un échantillon Sinclair cassé (61). Le profil (62) de l'échantillon cassé est mesuré à l'aide d'un profilomètre avec des pas de 0,5 mm. Les données obtenues sont lissées par une moyenne glissante sur trois points. L'angle de déviation est mesuré pour chaque ensemble de trois points. L'angle de déviation maximal entre l'extrémité de la fissure mécanique (69) et une distance de 32 mm du bord de l'échantillon est la valeur de O. Un graphe de O en fonction de Keff max procure une mesure quantitative qui peu être reliée à la propension à la bifurcation de fissure pour un échantillon L-S. Pour une valeur donnée de Keff max des valeurs plus élevées de O indiquent une plus faible propension à la bifurcation de fissure. Cependant, pour des raisons expliquées dans l'article de Sinclair et Gregson déjà mentionné, pour des valeurs de Keff max inférieure à environ 5 MPa Im ou supérieures à environ 15 MPa Im, la valeur de e n'est pas discriminante entre les échantillons. Pour cette raison, la valeur de O est particulièrement significative pour Keff max = 10 MPa Jm. Selon l'invention, un produit laminé essentiellement non recristallisé d'épaisseur au moins 30 mm a une faible propension à la bifurcation de fissure si l'angle de déviation de fissure e est d'au moins 20° et de préférence d'au moins 30°sous un facteur d'intensité de contrainte équivalent. maximal Keff max de 10 MPa Jm pour un échantillon d'essai fissuré S-L soumis à une contrainte en mode mixte I et II, ( = 75°). L'article de Sinclair et Gregson montre clairement que pour un échantillon en alliage AA7050, connu pour présenter une faible 2 0 propension à la bifurcation de fissure, la condition est atteinte. On appelle ici � élément de structure � ou � élément structural � d'une construction mécanique une pièce mécanique pour laquelle les propriétés mécaniques statiques et/ou dynamiques sont particulièrement importantes pour la performance de la structure, et pour laquelle un calcul de structure est habituellement prescrit ou réalisé. Il s'agit typiquement 25 d'éléments dont la défaillance est susceptible de mettre en danger la sécurité de ladite construction, de ses utilisateurs, des ses usagers ou d'autrui. Pour un avion, ces éléments de structure comprennent notamment les éléments qui composent le fuselage (tels que la peau de fuselage (fuselage skin en anglais), les raidisseurs ou lisses de fuselage (stringers), les cloisons étanches (bulkheads), les cadres de fuselage (circumferential frames), les ailes (tels 3 0 que la peau de voilure (wing skin), les raidisseurs (stringers ou stiffeners), les nervures (ribs) et longerons (spars)) et l'empennage composé notamment de stabilisateurs horizontaux et verticaux (horizontal or vertical stabilisers), ainsi que les profilés de plancher (floor beams), les rails de sièges (seat tracks) et les portes. Un produit laminé essentiellement non recristallisé d'épaisseur au moins 30 mm selon l'invention a une faible propension à la bifurcation de fissure grâce à la combinaison d'une composition sélectionnée soigneusement et d'étapes spécifiques du procédé de fabrication. Le produit laminé en alliage aluminium-lithium selon l'invention comprend 2, 2 à 4,3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables. De manière préférée, la teneur en fer et en silicium est au plus de 0,15 % en poids chacun ou préférentiellement 0,10 % en poids et la teneur des autres impuretés inévitables est au plus de 0,05 % en poids chacune et 0,15 % en poids au total. La teneur en cuivre est de manière préférée au moins 2,7 en poids ou même d'au moins 3,2 % en poids de façon à atteindre une résistance mécanique suffisante. Dans certains modes de réalisation, la teneur maximale en cuivre est limitée à 4,1 % en poids ou même 3,9 % en poids. La teneur en lithium est de manière préférée d'au moins 0,8 % en poids et de manière encore plus préférée d'au moins 0,9 % en poids, de façon à obtenir une faible densité. Dans certains modes de réalisation de l'invention, la teneur maximale en lithium est limitée à 1,8 % en poids ou même 1,4 % en poids. L'invention est particulièrement avantageuse pour les alliages qui contiennent simultanément une teneur élevée en lithium et une teneur élevée en cuivre, parce que ces alliages présentent un compromis très favorable de propriétés mécaniques mais sont particulièrement sensibles à 2 0 la bifurcation de fissures. Dans un mode de réalisation avantageux, la teneur en Li et en Cu, exprimés en % en poids, sont conformes à Li + Cu > 4 et de manière préférée Li + Cu > 4,3. Cependant, si l'alliage contient simultanément une teneur très élevée en Li et en Cu, des phénomènes de brulure peuvent se produire lors de l'homogénéisation. Dans une réalisation préférée de l'invention, les teneurs en Li et en Cu, exprimées en % en poids sont conformes à 25 Li + 0,7 Cu Les performances en termes de résistance mécanique et de ténacité observées par les inventeurs sont en général difficiles à atteindre pour les alliages ne contenant pas d'argent, en particulier quand la déformation permanente après traction contrôlée est moins de 3%. Les présents inventeurs pensent que l'argent joue un rôle pendant la formation des phases durcissantes contenant du cuivre formées pendant un vieillissement naturel ou artificiel, et, en particulier, permet la formation de phases plus fines et permet aussi une répartition plus homogène de ces phases. L'effet avantageux de l'argent est observé quand la teneur en argent est au moins de 0,1 % en poids et de manière préférée au moins 0,2 % en poids. Un ajout excessif d'argent aurait probablement un coût prohibitif dans de nombreux cas en raison du prix élevé de l'argent, et il est avantageux de ne pas dépasser une teneur de 0,5 % en poids et de manière préférée 0,3 % en poids. L'ajout de magnésium améliore la résistance mécanique et diminue la densité. Un ajout trop élevé de Mg peut cependant être néfaste pour la ténacité. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en Mg est au plus de 0,4 % en poids. Les présents inventeurs pensent que l'ajout de Mg peut aussi jouer un rôle lors de la formation des phases contenant du cuivre. Un alliage contenant des quantités contrôlées d'éléments d'alliages est coulé sous forme de plaque. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la plaque est homogénéisée à une 2 0 température comprise entre 470 °C et 510 °C pendant 2 à 30 heures. Une température d'homogénéisation d'au moins 470 °C et de manière préférée d'au moins 490 °C permet simultanément de former les dispersoïdes et de préparer une mise en solution efficace. Les présents inventeurs ont constaté qu'une température d'homogénéisation supérieure à environ 510 °C provoque une propension plus élevée à la bifurcation de fissure. Les présents 25 inventeurs pensent que les températures d'homogénéisation élevées affectent la taille et la répartition des dispersoïdes contenant du manganèse. Une étape de laminage à chaud est réalisée pour obtenir des tôles dont l'épaisseur est d'au moins 30 mm. Une température de sortie de laminage à chaud d'au moins 410 °C, préférentiellement d'au moins 430 °C, et de manière préférée d'au moins 450 °C, est 3 0 nécessaire pour obtenir un produit essentiellement non recristallisé après mise en solution. On entend par produit essentiellement non recristallisé un produit dont le taux de recristallisation est de moins de 10 % à quart et à mi épaisseur (T/4 et T/2). Les tôles sont mises en solution par chauffage entre 490 et 540 °C pendant 15 minutes à 4 heures et trempées avec de l'eau froide. Les paramètres de mise en solution dépendant de l'épaisseur du produit. Il est important d'éviter la coalescence des dispersoïdes pendant la mise en solution, car cela pourrait compromettre l'effet obtenu par le traitement d'homogénéisation soigneusement contrôlé. Ainsi, le temps équivalent total pour l'homogénéisation et la mise en solution t(eq) ne dépasse pas 30h et de manière préférée 20h. Le temps équivalent t(eq) à 500 "C est défini par la formule : J exp(-26100 / T) dt t(eq) = exp(-26100 / Tref) dans laquelle T est la température instantanée exprimée en Kelvin qui évolue avec le temps t (en heures) et Tref est une température de référence de 500 °C (773 K). t(eq) est exprimé en heures. La constante Q/R = 26100 K est dérivée de l'énergie d'activation pour la diffusion du Mn, Q = 217000 J/mol. La formule donnant t(eq) tient compte des phases de chauffage et de refroidissement. Une vitesse de montée en température de 15 °C/h est habituellement utilisée pour, l'homogénéisation et de 50 °C/h pour la mise en solution. Une trempe à l'eau froide est réalisée après mise en solution. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, une trempe rapide est réalisée. Par trempe rapide, on entend que la vitesse de refroidissement est la plus élevée possible compte tenu de l'épaisseur de la tôle. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, une trempe par immersion verticale est réalisée de préférence à une trempe par aspersion horizontale. Les présents inventeurs ont observé que des produits ayant subi une trempe rapide ont une plus faible propension à la bifurcation de fissure. Les présents inventeurs pensent que cet effet pourrait être relié à une 2 0 précipitation plus faible aux joints de grains. Le produit subit ensuite une traction contrôlée avec une déformation permanente comprise entre 2% et 5% et de préférence entre 3% et 4%. Le revenu est réalisé à une température comprise entre 130 °C et 160 °C pendant une durée de 5 à 60 heures, ce qui résulte en un état T8. Dans certains cas, et en particulier pour certaines compositions préférées, le revenu est 25 réalisé de manière préférée entre 140 et 160 °C pendant 12 à 50 heures. Les températures de revenu plus basses favorisent en général une ténacité plus élevée. Dans un second mode de réalisation de l'invention, la plaque est homogénéisée à une température comprise entre 470 °C et 540 °C pendant 2 à 40 heures. Une étape de laminage à chaud est réalisée pour obtenir des tôles dont l'épaisseur est d'au moins 30 mm. Une 3 0 température de sortie de laminage à chaud d'au moins 410 °C, préférentiellement d'au moins 430 °C, et de manière préférée d'au moins 450 °C, est nécessaire pour obtenir un produit essentiellement non recristallisé après mise en solution. Après laminage à chaud, la tôle est pré-usinée pour former un produit laminé pré-usiné, de façon à réduire localement sont épaisseur. Le produit laminé pré-usiné présente un profil comprenant un ou plusieurs canaux, comme il est décrit dans la demande de brevet US2004/182483. Toute partie utile du produit laminé pré-usiné a une dimension dans au moins une direction qui est inférieure à 30 mm et de préférence inférieure à 20 mm. On entend par partie utile du produit laminé pré-usiné une partie du produit laminé pré-usiné qui sera présente après usinage final dans un élément de structure obtenu à parti du produit laminé pré-usiné. Le produit laminé pré-usiné est mis en solution par chauffage entre 490 et 540 °C pendant 15 minutes à 4 heures et trempés avec de l'eau froide, de manière préférée par immersion verticale. Grâce au pré-usinage, la vitesse de refroidissement est d'au moins 120 °C/s et de manière préférée d'au moins 150 °C/s. Les présents inventeurs ont observé que des produits ayant subi une trempe rapide ont une plus faible propension à la bifurcation de fissure. Les présents inventeurs pensent que cet effet pourrait être relié à une précipitation plus faible aux joints de grains. Le produit subit ensuite une traction contrôlée avec une déformation permanente comprise entre 2% et 5% et de préférence entre 3% et 4%. Le revenu est réalisé à une température comprise entre 130 °C et 160 °C pendant une durée de 5 à 60 heures, ce qui résulte en un état T8. Dans certains cas, et en particulier pour certaines compositions préférées, le revenu est 2 0 réalisé de manière préférée entre 140 et 160 °C pendant 12 à 50 heures. Les températures de revenu plus basses favorisent en général une ténacité plus élevée. Les produits selon l'invention ont une faible propension à la bifurcation de fissure ce qui signifie que quand un échantillon fissuré S-L d'épaisseur au moins 30 mm et de préférence au moins 60 mm, est testé sous un mode mixte I et II (`Y = 75° et Keff max = 10 MPa '1m ) 25 l'angle de déviation de fissure e est d'au moins 20° et de préférence au moins 30 °. La bifurcation de fissure est observée pour des essais de fatigue dans la direction L-S. De manière avantageuse, pour les produits selon l'invention on observe une bifurcation de fissure sur moins de 10 % des échantillons d'un lot d'au moins 4 échantillons L-S selon la figure 6, testés en fatigue selon la norme ASTM E 647 (R = 0,1). 3 0 D'autres propriétés avantageuses des produits selon l'invention dont l'épaisseur est comprise entre 30 et 100 mm incluent au moins une des caractéristiques al et a2 et au moins une des caractéristiques bl, b2 et b3 à l'état T8, où les caractéristiques al, a2, bl, b2 et b3 sont définies par : al : la limite élastique Rpo,2 à T/4 et T/2 est au moins de 455 MPa, préférentiellement au moins 460 MPa ou même au moins 465 MPa dans le sens L. a2 : la résistance à rupture Rn1 à T/4 et T/2 est au moins 490 MPa, préférentiellement au moins 495 MPa ou même au moins 500 MPa dans le sens L. b1 : la ténacité K1C: dans le sens L-T à T/4 et T/2 est au moins 31 MPa préférentiellement au moins 32 MPaN/m ou même au moins 33 MPa"Jm. b2 : la ténacité K1C: dans le sens T-L à T/4 et T/2 est au moins 28 MPa\lm et préférentiellement au moins 29 MPa"Jm ou même au moins 30 MPa-\im. b3 : la ténacité K1C: dans le sens S-L à T/4 et T/2 est au moins 25 MPa-\/m et 10 préférentiellement au moins 26 MPa\lm ou même au moins 27 MPa\lm. D'autres propriétés avantageuses des produits selon l'invention dont l'épaisseur est supérieure 100 mm incluent au moins une des caractéristiques a4 et a5 et au moins une des caractéristiques b4, b5 et b6 à l'état T8, où où les caractéristiques a4, a5, b4, b5 et b6 sont définies par : 15 a4 : la limite élastique RP0,2 à T/4 et T/2 est au moins de 440 MPa, préférentiellement au moins 445 MPa ou même au moins 450 MPa dans le sens L. a5 : la résistance à rupture R,,, à T/4 et T/2 est au moins 475 MPa, préférentiellement au moins 480 MPa ou même au moins 485 MPa dans le sens L. b4 : la ténacité K1C: dans le sens L-T à T/4 et T/2 est au moins 26 MPaVm, 2 0 préférentiellement au moins 27 MPaIm ou même au moins 28 MPa\/m. b5 : la ténacité K1C: dans le sens T-L à T/4 et T/2 est au moins 25 MPaNim et préférentiellement au moins 26 MPa"im ou même 27 MPa-qm. b6 : la ténacité K1C: dans le sens S-L à T/4 et T/2 est au moins 24 MPa\'m et préférentiellement au moins 25 MPaIm ou même au moins 26 MPa"Jm. 25 Les produits selon l'invention présentent une résistance à la corrosion élevée. Les produits selon l'invention testés dans les conditions MASTMAASIS (Modified ASTM Acetic Acid Salt Intermittent Spray) selon la norme ASTM G85 atteignent le niveau EA et de manière préférée le niveau P (piqûration seule). La résistance à la corrosion sous contrainte selon la norme ASTM G47 des produits selon l'invention atteint une tenue de 30 jours pour des 3 0 échantillons ST soumis à une contrainte de 300 MPa et de manière préférée à une contrainte de 350 MPa. Les produits selon l'invention peuvent de manière avantageuse être utilisés dans des éléments de structure. Un élément de structure réalisé à l'aide d'un produit laminé selon la présente invention peut inclure, typiquement, un longeron, une nervure ou un cadre de manière préférée. L'invention est particulièrement avantageuse pour des pièces de forme complexe obtenues par usinage intégral, utilisées en particulier pour la fabrication d'ailes d'avion ainsi que pour n'importe quel autre usage pour lequel les propriétés des produits selon l'invention sont avantageuses. EXEMPLES Exemple 1 Deux plaques en alliage AA2050, référencées A et B, ont été coulées. Leur composition est 10 donnée dans le Tableau 1. A des fins de comparaison, une plaque en alliage AA7050 à l'état T7451 a également été testée pour la bifurcation de fissure. Sa composition est également donnée dans le Tableau 1. Tableau 1. Composition (% en poids) des différentes plaques. Si Fe Cu Mn Mg Ti Zr Li Ag Zn A 0.03 0.04 3.46 0.39 0.4 0.02 0.10 0.88 0.39 0. 02 B 0.04 0.05 3.60 0.39 0.4 0.02 0.09 0.91 0.37 0.02 7050 0.04 0.09 2.11 0.01 2.22 0.02 0.11 - - 6.18 15 La plaque A a été homogénéisée selon l'invention pendant 12 heures à 500°C (t(eq) = 16,7h). La plaque B (référence) a été homogénéisée pendant 8 heures à 500 °C puis pendant 36 heures à 530 � t(eq) = 140h). La plaque A a été laminée à chaud jusqu'à une tôle d'épaisseur 60 mm et la température de sortie de laminage à chaud était 466 °C. La tôle ainsi obtenue a 20 été mise en solution pendant 2h à 504 °C (t(eq) = 2,9h) et trempée avec de l'au froide. La plaque B a été laminée à chaud jusqu'à une tôle d'épaisseur 65 mm et la température de sortie de laminage à chaud était 494 °C. La tôle ainsi obtenue a été mise en solution pendant 2h à 526 °C (t(eq) = 6h) et trempée avec de l'au froide. Les deux tôles ont été tractionnées de façon contrôlée, avec un allongement permanent de 3,5% et ont subi un revenu de 18 heures à 25 155 °C. Les tôles provenant des plaques A et B sont référencées tôle A et tôle B, respectivement. Les échantillons ont été testés mécaniquement pour déterminer leurs propriétés mécaniques statiques et leur ténacité. La résistance à la rupture Rm, la limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% d'allongement Rp0,2 et l'allongement à la rupture A sont données dans le Tableau 2 et la 3 0 ténacité Kic est donnée dans le tableau 3.5 Tableau 2 . Propriétés mécaniques statique. Echantillon T_/4 T/2 L LT L LT Rm Rpo,2 A (%) Rm Rpo,2 A (%) Rm Rpo,2 A (%) Rm Rpo,2 A (%) MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa Tôle A 511 484 13 511 464 10 518 477 10 481 441 13 TôleB 531 500 11,2 521 474 8,8 531 489 8,1 490 449 10,9 Tableau 3 . Ténacité K1c MPa')m) _ T/4 T/2 Echantillon L-T T-L L-T T-L S-L Tôle A 44,6 36,7 51,0 39,8 33,2 Tôle B 42,5 36,7 40,4 40,8 33,4 Des � échantillons Sinclair � tels que décrits sur les Figures 1 et 2 ont été prélevés dans les tôles A et B à T/2 et testés en fatigue (R = 0,1). La géométrie de test décrite à la Figure 3 a été utilisée. Les essais en fatigue ont été réalisés pour plusieurs valeurs de Keff max et l'angle de déviation O a été mesuré sur les échantillons cassés selon la méthode décrite dur la Figure 4. Les résultats obtenus sont présentés sur la Figure 5 et dans le Tableau 4. Tableau 4. Angle de déviation O mesuré après un essai en fatigue S-L sous une contrainte en mode mixte I et II Tôle A Tôle B 7050 Keff max Charge (N) Nombre O (°) Charge (N) Nombre 0 (°) Charge Nombre e (°) (MPa -Jin) de de (N) de cycles cycles cycles 5 2221 800700 57 2216 900 000 49 7,5 3364 336500 50* 3351 297600 51 3317 240 000 42 _ 4457 102300 34 4468 _ 44500 4 4423 71500 31 10 6715 3400 4 6662 2300 11 6648 1700 4 * la rupture s'est produite dans les mors 15 La tôle A présente un angle de déviation O supérieur à 20° pour une valeur Keff max de 10 MPa Jm, ce qui démontre une faible propension à la bifurcation de fissure. Ce résultat a été confirmé par des essais de fatigue sur des éprouvettes L-S. Quatre échantillons L- S selon la 14 Figure 6 ont été prélevés dans la tôle A et dans la tôle B et soumis à un essai en fatigue (6max = 220 MPa, R = 0,1) en mode I. Les figures 7a et 7b montrent, respectivement, les quatre échantillons issus des tôles A et B après l'essai en fatigue. Les résultats sont cohérents avec ceux obtenus dans les essais sur des échantillons S-L sous une contrainte en mode mixte I et II : tous les échantillons issus de la tôle B présentent une sévère bifurcation de fissure tandis que les échantillons issus de la tôle A ne présentent que de la propagation de fissure en mode 1. Exemple 2 Une plaque en alliage AA2050, référencée C, a été coulée. La composition est fournie dans le Tableau 5. Tableau 5. Composition (% en poids) d'une plaque en alliage AA2050 référencée C. Si 0,03 Fe 0,04 Cu 3,56 Mn 0,38 Mg 0,3 Ti 0,02 Zr 0,09 Li 0,94 Ag 0,36 Zn 0,02 La plaque C a été homogénéisée pendant 8 heures à 500 °C puis pendant 36 heures à 530 ° (t(eq) = 140h). La plaque C a été laminée à chaud jusqu'à une tôle d'épaisseur 80 mm et la température de sortie de laminage à chaud était 519 °C. Un échantillon Cl a été prélevé de la tôle issue du laminage à chaud de façon à étudier l'effet de la vitesse de trempe. L'échantillon Cl a été usiné de façon à réduire la direction travers à 12 mm. L'échantillon ainsi obtenu a 2 0 été mis en solution pendant 4h à 523 °C (t(eq) = l lh) et trempé par immersion avec de l'eau froide (vitesse de trempe : 190 °C/s). L'échantillon Cl est représentatif d'une tôle épaisse qui a été pré-usinée avant mise en solution. Le reste de la plaque C a été mise en solution pendant 4h à 523 0C (t(eq) = 11h) et trempée par aspersion avec de l'eau froide (trempe standard à une vitesse d'environ 60 °C/s). Un échantillon C2 a été prélevé de la tôle trempée résultante. Les 2 5 deux échantillons Cl et C2 ont été tractionnés de façon contrôlée, avec un allongement permanent de 3,5% et ont subi un revenu de 18 heures à 155 °C. Des � échantillons Sinclair � tels que décrits sur les Figures 1 et 2 ont été prélevés dans les tôles Cl et C2 à T/2 et testés en fatigue (R = 0,1). La géométrie de test décrite à la Figure 3 a été utilisée. Les essais en fatigue ont été réalisés pour plusieurs valeurs de Keff max et l'angle 3 0 de déviation e a été mesuré sur les échantillons cassés selon la méthode décrite dur la Figure 4. Les résultats obtenus sont présentés sur la Figure 8 et dans le Tableau 6. Tableau 6. Angle de déviation O mesuré après un essai en fatigue S-L sous une contrainte en mode mixte I et II Echantillon Cl Echantillon C2 Keff max Nombre de cycles Nombre de cycles (MPa iim) Charge (N) O (°) Charge (N) O (°) 2211 660 000 54 2225 799600 54 7,5 3317 171 000 48 3344 161800 48 _ 4423 80 000 42 4450 27600 6 15 6648 4 000 4 5585 1800 4 5 L'échantillon Cl présente un angle de déviation O supérieur à 20° pour une valeur Keff max de 10 MPa Jm, ce qui démontre une faible propension à la bifurcation de fissure tandis que l'échantillon C2 présente un angle de déviation O inférieur à 10° pour une valeur Keff max de 10 MPa 'm. Cet exemple démontre qu'une trempe d'au moins 120 °C/s ou de préférence d'au moins 150 °C/s permet d'éviter la bifurcation de fissure. Cette vitesse de trempe n'est pas 10 atteignable pour une tôle non pré-usinée dont l'épaisseur est d'au moins 30 mm. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une tôle essentiellement non recristallisée d'épaisseur au moins 30 mm ayant une faible propension à la bifurcation de fissure, comprenant : a) la coulée d'une plaque comprenant 2,2 à 4,3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables, b) l'homogénéisation de ladite plaque entre 470 °C et 510 °C pour une durée de 2 à 30 heures, c) le laminage à chaud de ladite plaque pour obtenir une tôle d'au moins 30 mm d'épaisseur, avec une température de sortie d'au moins 410 °C, d) la anise en solution entre 490 °C et 540 °C pendant 15 mn à 4h, de façon à ce que le temps équivalent total pour l'homogénéisation et la mise en solution t(eq) Jexp(-26100 / T) dt t(eq) = 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les teneurs en lithium et en cuivre, exprimées en % en poids obéissent à la relation Li + Cu > 4 et de préférence Li + Cu > 2 5 4,3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel les teneurs en lithium et en cuivre, exprimées en % en poids obéissent à la relation Li + 0.7 Cu 4.3. 3 0 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la teneur en lithium est comprise entre 0,8 et 1,8 % en poids. 17 exp(-26100 / Tref ) ne dépasse pas 30h et de manière préférée 20h, où T (en Kelvin) est la température instantanée de traitement, qui évolue avec le temps t (en heures), et Tref est une température de référence fixée à 773 K, e) la trempe à l' au froide, 2 0 f) la traction contrôlée de la dite tôle avec une déformation permanente de 2 à 5%, le revenu de ladite tôle par chauffage entre 130°C et 160 °C pendant 5 à 60 heures. 5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel la teneur en lithium est comprise entre 0,9 et 1,4 % en poids. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la teneur en cuivre est comprise entre 2,7 et 4,1 % en poids. 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel la teneur en cuivre est comprise entre 3,2 et 3,9 % en poids. 8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la teneur en manganèse est comprise entre 0,3 et 0,5 % en poids. 9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel ladite température de sortie de laminage à chaud est d'au moins 430 °C et de préférence d'au moins 450 °C. 10. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la trempe à l'eau froide est réalisée par immersion verticale. 2 0 11. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel ledit revenu est effectué par chauffage entre 140°C et 160 °C pendant 12 à 50 heures. 12. Procédé de fabrication d'un produit laminé pré-usiné essentiellement non recristallisé ayant une faible propension à la bifurcation de fissure, obtenu à partir d'une tôle 25 d'épaisseur au moins 30 mm, comprenant : a) la coulée d'une plaque comprenant 2,2 à 4,3 % en poids de Cu, 0,7 à 2,1 % en poids de Li, 0,2 à 0,8 % en poids de Mg, 0,2 à 0,5 % en poids de Mn, 0,04 à 0,18 % en poids de Zr, moins de 0,05 % en poids de Zn, et optionnellement 0,1 à 0,5 % en poids de Ag, reste aluminium et impuretés inévitables, 3 0 b) l'homogénéisation de ladite plaque entre 470 °C et 540 °C pour une durée de 2 à 40 heures, c) le laminage à chaud de ladite plaque avec une température de sortie d'au moins 410 °C, pour obtenir une tôle d'au moins 30 mm d'épaisseur,d) le pré-usinage de ladite tôle pour obtenir un produit laminé pré-usiné avec un ou plusieurs canaux dans laquelle chaque partie utile dudit produit laminé pré-usiné a une dimension dans au moins une direction qui est inférieure à 30 mm ou de préférence inférieure à 20 mm, e) la mise en solution entre 490 °C et 540 °C pendant 15 mn à 4h, dudit produit laminé pré-usiné, f) la trempe à l'au froide dudit produit laminé pré-usiné, g) la traction contrôlée de la dite tôle avec une déformation permanente de 2 à 5%, h) le revenu dudit produit laminé pré-usiné par chauffage entre 130°C et 160 °C pendant 5 à 60 heures. 13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel les teneurs en lithium et en cuivre, exprimées en % en poids obéissent à la relation Li + Cu > 4 et de préférence Li + Cu > 4,3. 14. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13 dans lequel les teneurs en lithium et en cuivre, exprimées en % en poids obéissent à la relation Li + 0.7 Cu 15. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 14 dans lequel la teneur en 2 0 lithium est comprise entre 0,8 et 1,8 % en poids. 16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel la teneur en lithium est comprise entre 0,9 et 1,4 % en poids. 2 5 17. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 16 dans lequel la teneur en cuivre est comprise entre 2,7 et 4,1 % en poids. 18. Procédé selon la revendication 17 dans lequel la teneur en cuivre est comprise entre 3,2 et 3,9 % en poids. 19. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 18 dans lequel la teneur en manganèse est comprise entre 0,3 et 0,5 % en poids. 30 M 2925523 20. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 19 dans lequel ladite température de sortie de laminage à chaud est d'au moins 430 °C et de préférence d'au moins 450 °C. 5 21. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 20 dans lequel la vitesse de la trempe à l'eau froide est au moins 120 °C/s et de préférence au moins 150 °C/s. 22. Procédé selon une quelconque des revendications 12 à 21 dans lequel ledit revenu est effectué par chauffage entre 140°C et 160 °C pendant 12 à 50 heures. 10 23. Produit laminé essentiellement non recristallisé obtenu à partir d'une tôle d'épaisseur au moins 30 mm, susceptible d'être obtenu par le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 22, dont l'angle de déviation de fissure e est d'au moins 20° sous un facteur d'intensité de contrainte équivalent Keff max de 10 MPa \lm pour un 15 échantillon d'essai fissuré S-L soumis à une contrainte en mode mixte I et II, dans laquelle l'angle entre un plan perpendiculaire à la direction de fissure et la direction de la contrainte est 75°. 24. Produit selon la revendication 23 dont l'épaisseur est comprise entre 30 et 100 mm 2 0 dont les propriétés incluent au moins une des caractéristiques al et a2 et au moins une des caractéristiques b l, b2 et b3 à l'état T8, où les caractéristiques al, a2, bl, b2 et b3 sont définies par : al : la limite élastique RP0.2 à T/4 et T/2 est au moins de 455 MPa, préférentiellement au moins 460 MPa ou même au moins 465 MPa dans le sens L, a2 : la résistance à rupture Rrä à T/4 et T/2 est au moins 490 MPa, préférentiellement au moins 495 MPa ou même au moins 500 MPa dans le sens L, b1 : la ténacité K1C: dans le sens L-T à T/4 et T/2 est au moins 31 MPeim, préférentiellement au moins 32 MPa-Nim ou même au moins 33 MPa/m, b2 : la ténacité K1C: dans le sens T-L à T/4 et T/2 est au moins 28 MPa-Vm et préférentiellement au moins 29 MPa'Jm ou même au moins 30 MPaIm, b3 : la ténacité K1C: dans le sens S-L à T/4 et T/2 est au moins 25 MPelm et préférentiellement au moins 26 MPa im ou même au moins 27 MPaim. 30 10 15 25. Produit selon la revendication 23 dont l'épaisseur est supérieure 100 mm dont les propriétés incluent au moins une des caractéristiques a4 et a5 et au moins une des caractéristiques b4, b5 et b6 à l'état T8, où les caractéristiques a4, a5, b4, b5 et b6 sont définies par : a4 : la limite élastique Rpo,2 à T/4 et T/2 est au moins de 440 MPa, préférentiellement au moins 445 MPa ou même au moins 450 MPa dans le sens L, a5 : la résistance à rupture R,,, à T/4 et T/2 est au moins 475 MPa, préférentiellement au moins 480 MPa ou même au moins 485 MPa dans le sens L, b4 : la ténacité K1C: dans le sens L-T à T/4 et T/2 est au moins 26 MPaNim, préférentiellement au moins 27 MPaVm ou même au moins 28 MPa,Jm, b5 : la ténacité K1C: dans le sens T-L à T/4 et T/2 est au moins 25 MPa, Jm et préférentiellement au moins 26 MPaim ou même 27 MPaNim, b6 : la ténacité K1C: dans le sens S-L à T/4 et T/2 est au moins 24 MPa\lm et préférentiellement au moins 25 MPa"Jm ou même au moins 26 MPa-\im.