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Auteur(s)
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Sylvain JACOB : Ancien Directeur de la recherche et du développement de l’activité Alliages de moulage de la société Aluminium Pechiney
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les alliages d’aluminium destinés au moulage forment plusieurs familles se différenciant nettement de celles des alliages corroyés. Le choix d’un alliage résulte souvent d’un compromis entre les propriétés de fonderie (coulabilité, absence de crique à chaud, forme et répartition du retrait volumique) et les propriétés d’usage exigées de la pièce (caractéristiques mécaniques, aspect de surface, aptitude au polissage et à l’anodisation, résistance à la corrosion, etc.). Le choix du procédé de moulage (sable, coquille, coulée sous basse pression, coulée sous pression, cire perdue, thixomoulage, etc.), s’il est le plus souvent dicté par des considérations économiques liées à la taille et à la forme des pièces ainsi qu’à l’importance des séries, intervient également sur les caractéristiques relevées dans les pièces. Le refroidissement plus rapide obtenu par la coulée en coquille donne aux pièces une structure métallurgique plus fine et améliore, par rapport au même alliage coulé en sable, les charges de rupture et les allongements dans des proportions parfois importantes.
Les alliages de moulage sont élaborés :
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soit à partir d’aluminium provenant directement des cuves d’électrolyse, auquel on ajoute les éléments constitutifs de l’alliage : ce sont les alliages de première fusion ;
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soit à partir de déchets récupérés, assortis et purifiés : ce sont les alliages d’affinage, qui assurent actuellement environ les 2/3 de la production totale des pièces de fonderie.
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- Version courante de sept. 2012 par Michel GARAT
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Propriétés de mise en œuvre des alliages d’aluminium de fonderie3. Propriétés métallurgiques des alliages d’aluminium de fonderie
3.1 Caractéristiques mécaniques
Les caractéristiques mécaniques des alliages d’aluminium dépendent très fortement des conditions de solidification, et en particulier de la vitesse de refroidissement. Il est nécessaire de distinguer les caractéristiques obtenues sur éprouvettes normalisées, coulées à part, qui servent de repère, et les caractéristiques dans les pièces, mesurées sur éprouvettes de dissection.
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Éprouvettes
Les éprouvettes normalisées, moulées à part, sont destinées à caractériser la qualité de l’alliage, son élaboration et son traitement thermique. Les valeurs minimales garanties figurent dans la norme NF EN 1706 (cf. article [4]).
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Pièces. Influence des structures
Les caractéristiques mécaniques sont affectées par l’épaisseur des pièces et par la nature du moule. Une faible épaisseur, en raison de la grande vitesse de refroidissement, conduit à une structure fine et généralement compacte et par là à des caractéristiques méca-niques élevées. Lorsque l’épaisseur augmente, on observe au contraire un abaissement des caractéristiques. Cet effet peut être important. Il se manifeste surtout sur l’allongement et la charge de rupture, la limite d’élasticité est peu affectée.
Le tableau 4 donne des indications sur ces variations pour divers alliages. Il s’agit de caractéristiques moyennes d’éprouvettes de dissection prélevées dans des barreaux de section carrée, coulés en sable. Dans le cas de l’alliage Al Si7Mg, nous indiquons également l’effet sur l’indice de qualité, fonction de la charge de rupture et de l’allongement, que nous définissons par la formule suivante :
Q = Rm + 150 lg A.avec :
- Rm (MPa) :
- charge...
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