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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 métallurgiques des alliages d’aluminium de fonderie2. Structures des alliages d’aluminium moulés
Les propriétés des alliages d’aluminium de fonderie dépendent principalement de leurs structures, terme que nous utilisons ici dans un sens élargi. Ces structures dépendent de quatre groupes de facteurs principaux, que nous allons décrire brièvement. Du fait de l’absence de transformation à l’état solide au cours du refroidissement des pièces, les paramètres de solidification agissant sur ces structures prennent une importance particulièrement grande.
2.1 Finesse de la structure de solidification
Le lecteur se reportera utilement à l’article [1].
Ces structures brutes de fonderie sont assez bien représentées par les diagrammes d’équilibre binaires que forme l’aluminium avec les éléments d’addition principaux comme le silicium, le cuivre, le magnésium ou le zinc. Sans entrer dans la description détaillée de chaque système (que le lecteur trouvera dans l’article [3]), les alliages sont constitués en proportions plus ou moins grandes, suivant les cas, de cristaux d’une phase riche en aluminium, noyés dans un mélange eutectique, en présence de phases ou de composés intermétalliques généralement fragiles.
Les cristaux de la phase riche en aluminium contiennent en solution solide une petite proportion des éléments d’alliages (Si, Cu ou Mg). L’eutectique est un mélange fin de cristaux de cette solution solide et de cristaux de silicium (cas des alliages Al-Si), de Al2Cu (cas des alliages Al-Cu) ou de Mg2Al3 (cas des alliages Al-Mg). L’eutectique a une composition bien définie : AlSi13, AlCu33, AlMg35. Selon que la composition globale de l’alliage est plus ou moins proche de la composition eutectique, la proportion de ces deux constituants, solution solide et eutectique, varie.
HAUT DE PAGE
Le lecteur se reportera utilement aux articles [1] et [2].
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Les cristaux de solution solide prennent, au cours de leur croissance à partir de l’état...
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