Présentation
Auteur(s)
-
Roger DEVELAY : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble - Ancien Directeur Adjoint du Centre de Recherches et Développement de Voreppe. Cégédur-Péchiney
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’aluminium et les alliages d’aluminium couvrent un domaine étendu de caractéristiques mécaniques puisqu’on trouve à chaque extrémité de ce domaine, d’une part, l’aluminium raffiné à l’état recuit avec une résistance à la rupture de l’ordre de 50 MPa et, d’autre part, les alliages à haute résistance du type Al-Zn-Mg-Cu (7049 A) fortement chargés en éléments d’addition et capables, à l’état trempé revenu, d’une résistance à la rupture de 65 à 750 MPa.
Une telle gamme de caractéristiques mécaniques est obtenue non seulement en agissant sur la composition des alliages, mais aussi et pour une partie très importante, en effectuant des traitements thermiques qui permettent d’ailleurs d’agir dans deux sens, à savoir :
-
soit dans le sens d’une diminution de la résistance mécanique, diminution accompagnée généralement d’une augmentation de l’aptitude à la déformation plastique (ce sont les traitements d’adoucissement) ;
-
soit au contraire dans le sens d’une augmentation de la résistance mécanique (ce sont les traitements de durcissement).
Toutefois, les traitements thermiques n’ont pas comme seul but d’agir sur le niveau de résistance mécanique, ils sont susceptibles d’influencer un grand nombre d’autres propriétés parfois très importantes pour les utilisateurs telles que l’aptitude à la transformation à chaud ou à froid, la résistance à la corrosion, à la fatigue, au fluage, l’aptitude à l’oxydation anodique, la conductivité électrique, la stabilité dimensionnelle, etc.
Aussi, semble-t-il que de plus en plus, dans la métallurgie des alliages d’aluminium, la tendance soit de mettre au point ou de définir des traitements thermiques vraiment spécifiques en vue d’améliorer une propriété donnée d’un alliage déterminé (de nombreux exemples seront cités à cet égard).
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- Version courante de juin 2011 par Michel STUCKY
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Traitement de durcissement structural3. Traitements thermiques d’adoucissement par restauration ou recuit
Ces traitements ont pour but principal d’améliorer ou de régénérer la plasticité d’un alliage donné.
3.1 Phénomènes métallurgiques
3.1.1 Durcissement par écrouissage
L’écrouissage d’un métal ou alliage a pour effet d’augmenter sa dureté et sa résistance mécanique (résistance à la rupture et limite d’élasticité) mais, en contrepartie, de diminuer sa plasticité, c’est-à-dire son allongement à la rupture et son aptitude à la déformation.
La figure donne, à titre d’exemple, l’influence du taux d’écrouissage sur les caractéristiques mécaniques de traction d’alliages non susceptibles de durcissement structural (aluminium non allié et alliages du type Al-Mn et Al-Mg).
on rappelle que le taux d’écrouissage est normalement défini par le paramètre :
avec :
- E :
- épaisseur initiale
- e :
- épaisseur après écrouissage.
On constate que l’écrouissage a un effet plus important, en particulier si l’on considère la limite d’élasticité, sur les alliages Al-Mg qui contiennent une grande quantité de magnésium en solution solide que sur les alliages Al-Mn qui, au contraire, ont une grande partie du manganèse hors solution sous forme de fines particules de phase Al-Mn dispersées dans la matrice.
Dans le cas des alliages susceptibles de durcissement structural, les effets de l’écrouissage sont sensiblement du même ordre : pour l’état T4 en particulier, la limite d’élasticité augmente très rapidement en fonction de l’écrouissage ; pour l’état T6, l’accroissement relatif des caractéristiques en fonction de l’écrouissage est plus...
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