HIGH-STRENGTH ALUMINIUM ALLOY OF THE A-SG TYPE FOR EXTRUDED OR DROP-FORGED PRODUCTS

Abstract: 1. An extruded, stamped or possibly rolled product of Al alloy characterised by the following composition (in percent by weight) : see diagramm : EP0173632,P6,F1 and optionally up to 0.30 % Fe balance : Al and inevitable impurities (each =< 0.05 %, total =< 0.15 %) and that the structure thereof is essentially non-recrystallised.

Description: ALLIAGE D'ALUMINIUM TYPE A-SG A HAUTE RESISTANCE POUR PRODUITS FILES OU MATRICES L'invention concerne un alliage à base d'aluminium contenant du Si et du Mg comme éléments d'alliage principaux, possédant des caractéristiques mécaniques élevées et destiné principalement d la fabrication des produits filés ou matricés. Les alliages connus de ce type sont les alliages 6082 ou X6013, selon les désignations de l'Aluminium Association, traités à l'état T6 dont les analyses (% en poids) et les caractéristiques mécaniques types sont les suivantes : EMI1.1 <tb> <SEP> ALLIAGE <SEP> 6082 <SEP> X6013 <SEP> <tb> <SEP> Si <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 1,3 <SEP> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,0 <tb> <SEP> Fe <SEP> < <SEP> 0,50 <SEP> # <SEP> <SEP> 0,50 <tb> <SEP> Cu <SEP> 4 <SEP> 0,10 <SEP> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,1 <tb> <SEP> Mn <SEP> 0,4 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,80 <tb> <SEP> Mg <SEP> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,2 <SEP> 0,8 <SEP> - <SEP> 1,2 <tb> <SEP> Cr <SEP> 4 <SEP> <SEP> 0,25 <SEP> 4 <SEP> 0,10 <tb> <SEP> Zn <SEP> # <SEP> <SEP> 0,20 <SEP> # <SEP> <SEP> 0,25 <tb> <SEP> Ti <SEP> # <SEP> <SEP> 0,10 <SEP> # <SEP> <SEP> 0,10 <tb> <SEP> Autres <SEP> chacun <SEP> # <SEP> <SEP> 0,05 <SEP> # <SEP> <SEP> 0,05 <tb> <SEP> Eléments <SEP> total <SEP> # <SEP> <SEP> 0,15 <SEP> # <SEP> <SEP> 0,15 <tb> <SEP> Reste <SEP> Al <SEP> Al <tb> Limite <SEP> élastique <SEP> <tb> <SEP> Rp <SEP> 0,2 <SEP> 280 <SEP> MPa <SEP> 365 <SEP> MPa <tb> Charge <SEP> de <SEP> rupture <SEP> <tb> <SEP> Rm <SEP> 320 <SEP> MPa <SEP> 390 <SEP> MPa <tb> Allongement <SEP> - <SEP> A <SEP> - <SEP> 12,5 <SEP> % <SEP> 11 <SEP> 8 <SEP> <tb> L'évolution des techniques exige une amélioration constante des performances des matériaux et l'invention répond à un besoin de matériaux type A-SG dont les caractéristiques mécaniques sont les suivantes Rp 0,2 y 380 MPa Rm # 420 MPa A% (5,65 #S) > 10% Les alliages suivants l'invention permettent d'atteindre les objectifs cidessus, dans les conditions suivantes - les produits doivent présenter l'analyse suivante (% en poids) 0,9 # Si # 1,2 0,7 # Mg # 1,1 O,30 # Cu # 1,1 0,25 # Mn # 0,75 0,07 < Zr ( 0,20 0,10 4 Zn # 0,70 Fe # 0(30 Autres # 0,05 chacun 4 0,I5 total Reste AI Au-dessous des valeurs minimales, les caractéristiques de résistance (Rp 0,2 - R) ne sont pas tenues ; au-dessus des valeurs maximales, la caractéristique de ductilité (At) n'est pas tenue. La tenue à la corrosion et l'aptitude au soudage se dégradent en dehors de cette plage de composition. Cependant, les éléments sont compris de préférence individuellement ou en combinaison, dans les limites suivantes 1,0 4 Si 4 1,15 , 0,8 % < 4 1,0 ; 0,8 # Cu # 1,0 0,5 < Mn 4 0,7 ; 0,08 < Zr # 0,12 ; 0,20 # Zn # 0,70 Ce dernier élément est avantageusement compris entre 0,3 et 0,6%. La gamme de fabrication doit être telle que la structure du produit est pratiquement entièrement non recristallisée. Ceci est obtenu grâce au procédé décrit ci-après La gamme de fabrication de tels produits comporte principalement la coulée de billettes ou de plateaux, une homogénéisation éventuelle de ceux-ci, la transformation à chaud, les produits ainsi obtenus subissant ensuite les opérations classiques de traitements thermiques de mise en solution, trempe à l'eau et revenu des alliages de cette famille (état T6). CeI9ndant, dans certains cas, il est possible que des produits coulés soient matricés directement. Pour obtenir une structure essentiellement non recristallisée, il est préférable que la température de transformation à chaud soit maintenue au-dessus de 4500C. De plus, lorsque le produit subit plusieurs opérations de transformation à chaud, il est préférable d'intercaler entre celles-ci, un recuit de restauration dans un domaine de température compris entre 250 et 2800C pendant des durées allant de 1 à 10h environ. Lorsque les billettes sont destinées au filage, il est préférable de leur faire subir une homogénéisation entre 500 et 5800C pendant des durées allant de 3h à 10h afin d'améliorer leur aptitude à cette transformation à chaud. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants, illustrés par la figure 1, représentant la pièce matricée des exemples 2 et 3 sur laquelle figurent les cotes en mm. EXEMPLE 1 Les alliages connus 6082 et X6013, ainsi que les alliages nO 2 à 4 selon l'invention, ont été élaborés en coulée semi-continue sous forme de billettes $ 120 mm, homogénéisées 24h à 5300C, écroûtées à $ 96 mm, filées en direct à 4700C env. en méplats EMI3.1 60 x 10 mm, ceux-ci étant ensuite mis en solution à 540"C pendant 2h, trempés à l'eau froide et revenus à 1750C pendant 8h. Les analyses sont reportées au Tableau I et les caractéristiques mécaniques de traction (sens long) - moyenne de 3 essais - sont reportées au Tableau II. On peut constater que les alliages selon l'invention atteignent les caractéristiques désirées, alors que les alliages connus 6082 et X6013 ne les atteignent pas. EXEMPLE 2 L'alliage n 3 de l'exemple 1 a été coulé en billettes # 240 mm, homogénéisées à 5300C pendant 24h, écroûtées à # 220 mm, filées en direct à 4800C en barres rondes # 50 mm ; un lopin a été restauré à 2700C pendant 4h, puis matricé à 4800C en une pièce représentée à la figure 1 (cotes en mm). Celle-ci a été mise en solution à 5400C - 2h, trempée à l'eau froide et revenue à 1750C - 8h. Les caractéristiques mécaniques obtenues sur cette pièce (moyenne de 3 essais) sont les suivantes Rp 0,2 - 392 MPa Rm - 433 Mpa - - 10,5 Comme indiqué, les produits sont principalement destinés au filage sous forme de barres ou de profilés par exemple, et au matriçage, sais il n'est pas exclu de les laminer en tôles, bandes ou de les tréfiler, pourvu que ces opérations soient conduites de manière à ne pas induire une cristallisatian notable. EXEMPLE 3 L'alliage suivant l'invention Fe = 0,20% Si = 1,20% Cu = 0,79% Mn = 0,62% Mg = 0,95% Zn = 0,57% et l'alliage 6082 Fe = 0,I9% Si = 1,12% Mn = 0,86% Mg = 0,98% ont été coulés en billettes # 380 mm. Celles-ci ont été homogénéisées à 5100C pendant 10h, écroûtées à # 360 mm, filées en direct à 4850C en barres rondes # 60 mm. Un lopin de chaque alliage a été restauré à 2800C pendant 5h, puis matricé à 500 C en une pièce représentée à la figure 1. Les caractéristiques mécaniques obtenues sur ces pièces (moyenne de 3 essais) sont les suivantes 6082 alliage suivant l'invention RpO,2 = 352 MPa RpO,2 = 450 MPa Rm = 369 MPa Rm = 475 MPa A% = 12% At = 11% TABLEAU I Analyses (% en poids) EMI5.1 <tb> REPERE <SEP> Fs <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> Mn <SEP> Zr <SEP> Mg <SEP> Zn <tb> 6082 <SEP> 0,17 <SEP> 1,1 <SEP> 0,69 <SEP> 1,01 <tb> X6013 <SEP> 0,17 <SEP> 0,87 <SEP> 0,9 <SEP> 0,64 <SEP> 1 <SEP> <SEP> 1,02 <tb> l <SEP> -0,15 <SEP> 1,01 <SEP> 0,86 <SEP> 0,60 <SEP> 0,096 <SEP> 0,92 <tb> 2 <SEP> 0,15 <SEP> 0,98 <SEP> 0,30 <SEP> 0,61 <SEP> <SEP> 0,090 <SEP> 0,92 <SEP> 0,48 <tb> 3 <SEP> 0,16 <SEP> 1,09 <SEP> 0,86 <SEP> 0,61 <SEP> 0,090 <SEP> 0,94 <SEP> 0,49 <tb> 4 <SEP> U,15 <SEP> <SEP> 1,04 <SEP> 0,69 <SEP> 0,61 <SEP> 0,092 <SEP> 0,91 <SEP> 0,23 <tb> TABLEAU II Caractéristiques mécaniques de traction EMI5.2 <tb> REPERE <SEP> F <SEP> <SEP> RP <SEP> 0,2 <SEP> Rm <SEP> (MPa) <SEP> A <SEP> t <SEP> <tb> 6082 <SEP> 270 <SEP> 292 <SEP> 13,4 <tb> X6013 <SEP> 308 <SEP> 341 <SEP> 10,9 <tb> 1 <SEP> 410 <SEP> 447 <SEP> 10,2 <tb> 2 <SEP> 397 <SEP> 421 <SEP> 10,5 <tb> 3 <SEP> 407 <SEP> 450 <SEP> 11 <tb> - <SEP> 4 <SEP> 405 <SEP> 435 <SEP> 10,3 <tb>

Claims: REVENDICATIONS 1. Produit filé, matricé ou éventuellement laminé en alliage d'Al caractérisé par la composition suivante (% en poids) 0,9 à 1,3% Si 0,7 à 1,1% Mg 0,5 à 0,7% Mn 0,30 à 1,1% Cu 0,07 à 0,20% Zr 0,10 à 0,70% Zn et éventuellement jusqu'à 0,30% Fe reste : Al et impuretés inévitables (chacune g 0,05%, total 4 0,15%) et en ce que sa structure est essentiellement non recristallisée. 2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient de 1,0 à 1,15% Si. 3. Produit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il contient de 0,8 à 1,0% Mg. 4. Produit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient de 0,8 à 1% Cu. 5. Produit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il contient de 0,20 à 0,70% Zn et de préférence entre 0,3 et 0,6%. 6. Produit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il contient de 0,5 à 0,7 Mn. 7. Produit selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il contient 0,08 à 0,12% Zr. 8. Procédé d'obtention d'un produit selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant la coulée de billettes ou plaques, une homogénéisation éventuelle, des transformations à chaud et les traitements thermiques classiques de mise en solution, trempe et revenu du produit, caractérisé en ce que les transformations à chaud sont effectuées au-dessus de 4500C. 9. Procédé selon la revendication 8 comprenant au moins la coulée de billettes, ou de plaques, une homogénéisation éventuelle, des transformations à chaud, caractérisé en ce que, entre les diverses transformations à chaud, on pratique un recuit de restauration, à 250-2800C pendant 1 à 10h environ. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'homogénéisation avant filage est effectuée entre 500 et 5800C, pendant des durées allant de 3h à 10h.

Inventors: LACROIX, JEAN-YVES
Applicants: CEGEDUR SOCIETE DE TRANSFORMATION DE L'ALUMINIUM PECHINEY
Application year: 1985
Main classification: C22C21
IPC codes: C22C21