Brevet FR3057476A1 — publié le 20180420

TOLES MINCES EN ALLIAGE ALUMINIUM-MAGNESIUM-SCANDIUM POUR APPLICATIONS AEROSPATIALES Domaine de l'invention L'invention a pour objet un procédé de fabrication de produits corroyés en alliage d'aluminium et de magnésium, connus également sous le nom d'alliage d'aluminium de la série 5)00( selon l'Aluminium Association, plus particulièrement des produits en alliage Al-Mg contenant du Sc présentant une résistance mécanique élevée, une ténacité élevée et une bonne aptitude à la mise en forme. L'invention a également pour objet des produits susceptibles d'être obtenus par ledit procédé ainsi que l'utilisation de ces produits destinés aux transports et en particulier à la construction aéronautique et spatiale. Etat de la technique Des produits corroyés en alliage d'aluminium sont développés notamment pour produire des éléments de structure destinés à l'industrie du transport, en particulier à l'industrie aéronautique et à l'industrie spatiale. Pour ces industries, les performances des produits doivent sans cesse être améliorées et de nouveaux alliages sont développés pour présenter notamment une résistance mécanique élevée, une faible densité, une ténacité élevée, une excellente résistance à la corrosion et une très bonne aptitude à la mise en forme. En particulier, la mise en forme peut être réalisée à chaud, par exemple par fluage (creep forming), et les propriétés mécaniques ne doivent pas diminuer à l'issue de cette mise en forme. Les alliages Al-Mg ont été intensivement étudiés dans l'industrie du transport, notamment du transport routier et maritime, en raison de leurs excellentes propriétés d'emploi telles que la soudabilité, la résistance à la corrosion et la formabilité, notamment dans les états peu écrouis tels que l'état O et l'état H111. 3057476 2 Ces alliages présentent cependant une résistance mécanique relativement faible pour l'industrie aéronautique et l'industrie spatiale. Le brevet US 5,624,632 décrit un alliage de composition 3 - 7 % en poids de 5 magnésium, 0.03 - 0.2 % en poids de zirconium, 0.2 - 1.2 % en poids de manganèse, jusque 0.15 % en poids de silicium et 0,05 - 0,5 % en poids d'un élément formant des dispersoïdes dans le groupe scandium, erbium, yttrium, gadolinium, holmium et hafnium. Le brevet US 6,695,935 décrit un alliage de composition, en % en poids, Mg 3.5-6.0, 10 Mn 0.4-1.2, Zn 0.4-1.5, Zr 0.25 max., Cr 0.3 max., Ti 0.2 max., Fe 0.5 max., Si 0.5 max., Cu 0.4 max, un ou plusieurs éléments dans le groupe: Bi 0.005-0.1, Pb 0.005-0.1, Sn 0.01-0.1, Ag 0.01-0.5, Sc 0.01-0.5, Li 0.01-0.5, V 0.01-0.3, Ce 0.01-0.3, Y 0.01-0.3, and Ni 0.01-0.3. La demande de brevet WO 01/12869 décrit un alliage de composition en % en poids 15 1.0-8.0 % Mg, 0.05-0,6 % Sc, 0.05-0.20 % Hf et/ou 0.05-0.20 % Zr, 0.5-2.0 % Cu et/ou 0.5-2.0 % Zn et en addition 0.1-0.8 % en poids de Mn. La demande de brevet W02007/020041 décrit un alliage de composition, en % en poids, Mg 3.5 à 6.0, Mn 0.4 à 1.2, Fe REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un produit corroyé en alliage d'aluminium dans lequel : a) on élabore un bain de métal liquide à base d'aluminium de composition, en % en poids, Mg : 3,8-4,2 ; Mn : 0,3 - 0,8 et de préférence 0,5-0,7 ; Sc : 0,1-0,3 ; Zn : 0,1-0,4 ; Ti : 0,01 - 0,05 et de préférence 0,015-0,030 ; Zr : 0,07 - 0,15 et de préférence 0,08-0,12 ; Cr : 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la durée d'homogénéisation est comprise entre 5 et 30 heures. 5 3. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 2 dans lequel le corroyage est réalisé par laminage pour obtenir une tôle et dans lequel l'épaisseur finale de la tôle obtenue est inférieure à 12 mm. 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 2 dans lequel le corroyage 10 est réalisé par extrusion pour obtenir un profilé. 5. Produit corroyé en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Mg : 3,8-4,2 ; Mn : 0,3 - 0,8 et de préférence 0,5-0,7 ; 15 Sc : 0,1-0,3 ; Zn : 0,1-0,4 ; Ti : 0,01 - 0,05 et de préférence 0,015-0,030 ; Zr : 0,07 - 0,15 et de préférence 0,08-0,12 ; Cr : 6. Produit corroyé selon la revendication 5 sous forme de tôle d'épaisseur inférieure à 12 mm susceptible d'être obtenue par le procédé selon la revendication 3, caractérisée en ce que 30 (a) sa limite d'élasticité conventionnelle mesurée à 0,2% d'allongement dans le sens TL est d'au moins 250 MPa, et de préférence d'au moins 260 MPa et/ou 3057476 17 (b) sa limite d'élasticité conventionnelle mesurée à 0,2% d'allongement dans le sens L est d'au moins 260 MPa, et de préférence d'au moins 270 MPa MPa,Fti. 5 7. Tôle selon la revendication 6 caractérisée en ce que (c) sa ténacité KR60, mesurée sur des éprouvettes de type CCT760 dans le sens L-T (avec 2ao = 253 mm), pour une extension de fissure effective Aaeff de 60 mm d'au moins 155 MPa,Fn. , et de préférence d'au moins 165 MPa -Frt et/ou (d) sa ténacité KR60, mesurée sur des éprouvettes de type CCT760 dans le sens 10 T-L (avec 2ao = 253 mm), pour une extension de fissure effective Aaeff de 60 mm d'au moins 160 MPa,Fn. , et de préférence d'au moins 170 MPa v . 8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel à l'issue de l'étape f on réalise une mise en forme à une température comprise entre 300 °C et 350 15 °C. 9. Elément de fuselage d'aéronef susceptible d'être obtenu selon le procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que (a) sa limite d'élasticité conventionnelle mesurée à 0,2% d'allongement 20 dans le sens TL est d'au moins 250 MPa, et de préférence d'au moins 260 MPa et/ou (b) sa limite d'élasticité conventionnelle mesurée à 0,2% d'allongement dans le sens L est d'au moins 260 MPa, et de préférence d'au moins 270 MPa 25