Brevet FR3040711A1 — publié le 20170310

Produit extrudé en alliage Al-Cu-Mg à compromis amélioré entre résistance mécanique et ténacité Domaine de l'invention L'invention concerne des produits extrudés en alliage A1CuMg à l'état traité par mise en solution, trempe et revenu, et présentant, par rapport aux produits de l'art antérieur, un compromis amélioré entre les différentes propriétés d'emploi requises. Etat de la technique Les produits extrudés en alliage A1CuMg trouvent de nombreuses applications notamment dans l'industrie aérospatiale, l'industrie automobile, la fabrication de camions et de trains, l'industrie de la défense et des applications générales industrielles telles que des systèmes de ventilation, des compresseurs ou des pistons. Ces produits peuvent notamment être utilisés à l'état extrudé ou à l'état forgé d'une barre extrudée. Les propriétés requises pour ces produits sont notamment la résistance mécanique et la tolérance aux dommages. Il est en particulier avantageux d'obtenir simultanément une résistance mécanique élevée et une ténacité élevée, ces deux propriétés étant généralement antagonistes. On parle ainsi généralement de compromis entre résistance mécanique et ténacité. De nombreux alliages ont été développés notamment pour ces produits extrudés. Le brevet US 5,376,192 décrit des alliages ayant des combinaisons améliorées de résistance mécanique et de ténacité ayant pour composition (en % en poids) Cu : 2.5 - 5.5 ; Mg : 0.10 - 2.30 avec des additions mineurs d'affinant de grains et d'éléments dispersoïdes. Les quantités de Cu et Mg sont ajustées de telle façon que la limite de solubilité pour ces éléments n'est pas dépassée et de préférence Cu = - 0,91(Mg) + 5,2. 3040711 2 La demande de brevet EP 1 114 877 Al décrit un élément de structure de composition (en % en poids) Cu : 4.6 - 5.3 ; Mg : 0.10 - 0.50 ; Mn 0.15 - 0.45 ; Si - 0,9(Mg con) + 4,3 et Cu corn 0,05 et Mg oo = Mg pour Si W-a dans certains cas. 15 Tableau 2 Propriétés mécaniques obtenues Alliage R. Rpo,2 A % Rm Rpo,2 A % KQ (L) (L) (L) (R) (R) (R) (L-R) MPa MPa MPa MPa MPaVm A 402 352 16 432 361 11 62 B 439 387 14 442 368 7 67 On constate que l'alliage B selon l'invention conduit à une amélioration simultanée 20 de la résistance mécanique dans le sens L, soit une augmentation de 10% de la limite d'élasticité Rpo,2(L) et de 9% de la charge à rupture Rm(L), et de la ténacité dans le sens L-R, soit une augmentation de 7% de KQ(L-R). Ces propriétés étant antagonistes cette amélioration simultanée est surprenante. La structure granulaire de l'alliage B était essentiellement non-recristallisée avec un 25 taux de recristallisation inférieur à 10% alors que celle de l'alliage A était partiellement recristallisée. REVENDICATIONS1. Produit extrudé en alliage de composition (% en poids) : Cu : 5,05 - 5,35 Mg : 0,20 - 0,40 Mn : 0,20 - 0,40 Zr : 0,08 - 0,15 Ti : 0,01 - 0,15 Zn : 0 - 0,15 Si 2. Produit extrudé selon la revendication 1, caractérisé en ce que Si 3. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que Cu 4. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Mg est compris entre 0,25 et 0,35%. 5. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Mn est compris entre 0,25 et 0,35%. 6. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une limite d'élasticité R0,2 (L) mesurée à quart-diamètre d'au moins 365 MPa, de préférence au moins 375 MPa, et de manière préférée d'au moins 380 MPa. 7. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une ténacité KQ mesurée selon la norme ASTM E399 dans le sens L-R ou dans le sens L-T pour des éprouvettes C(T) d'épaisseur B = 40 mm et de largeur W = 80 mm prélevées à mi-diamètre d'au moins 63 MPaVm et de préférence d'au moins 65 MPaVm. 3040711 10 8. Produit extrudé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il présente une structure granulaire essentiellement non-recristallisée. 5 9. Procédé de fabrication d'un produit extrudé selon une des revendications 1 à 8 comprenant : a) la coulée d'une forme brute de composition selon une quelconque des revendications 1 à 5, b) l'homogénéisation de cette forme brute, 10 c) la transformation à chaud par extrusion d'une billette obtenue à partir de cette forme brute ainsi homogénéisée pour obtenir un produit extrudé, d) la mise en solution de ce produit extrudé, à une température comprise entre 525 et 540 °C, e) la trempe du produit ainsi mis en solution, 15 f) la traction contrôlée du produit ainsi trempé jusqu'à une déformation permanente d'au moins 1,5%, g) le revenu du produit ainsi tractionné à une température comprise entre 160 et 190 °C. 20 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le revenu est effectué à une température d'au moins 170°C. 11. Utilisation d'un produit d'un produit extrudé selon une des revendications 1 à 8 comme piston dans un moteur à combustion interne de véhicule et en 25 particulier de voiture de course.