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Auteur(s)
-
Jean CHARBONNIER : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Chef du groupe Fonderie de Moulage du Centre de Recherches de Voreppe
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Lire l’articleINTRODUCTION
Comme tous les métaux, les alliages d’aluminium à l’état liquide sont susceptibles de dissoudre des gaz. Cependant, le seul qui se dissout en quantité notable est l’hydrogène. Les autres sont soit très peu solubles, soit réagissent avec l’aluminium pour former des composés stables comme les oxydes. Autrement dit, seul l’hydrogène est responsable des problèmes de gazage observés parfois dans les pièces de fonderie. Ce phénomène occasionne des défauts qui nuisent aux caractéristiques mécaniques des pièces.
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Origine du gazage. Sources d’hydrogène
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1. Solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium
La solubilité de l’hydrogène dans les alliages d’aluminium dépend de trois facteurs :
-
la température ;
-
la composition de l’atmosphère en contact avec l’alliage ;
-
la composition de l’alliage.
1.1 Effet de la température
C’est sans doute le facteur qui a le plus d’importance sur les problèmes de gazage. La solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium pur exprimée en Ncm3/100 g varie comme le montre la figure 1. Une brusque discontinuité apparaît à la solidification. L’aluminium est capable de dissoudre vingt fois plus d’hydrogène à l’état liquide qu’à l’état solide à la température de fusion. C’est cette discontinuité qui est à l’origine des défauts liés au gazage. L’hydrogène dissous dans le bain est rejeté brutalement durant la solidification, occasionnant la formation de porosités dans les pièces coulées.
Après fusion, la solubilité de l’hydrogène continue à augmenter avec la température selon une loi exponentielle de la forme :
avec :
- S :
- solubilité de l’hydrogène
- T :
- température en kelvins
- A et B :
- constantes.
La solubilité de l’hydrogène est réduite d’environ de moitié lorsque la température diminue de 110 degrés.
Rappel : 1 normomètre cube Nm3 correspond à 1 m3 de gaz mesuré dans les conditions normales de pression (105 Pa) et de température (273 K).
HAUT DE PAGE1.2 Effet de l’atmosphère
À...
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Solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RANSLEY (C.E.), NEUFELD (H.) - The solubility of hydrogen in liquid aluminium. - J. Inst. of Met, vol. 74, p. 559-620 (1947-1948).
-
(2) - SIGWORTH (G.K.) - Scientific basis for degassing aluminum. - AFS Trans. 81, p. 73‐78 (1987).
-
(3) - PAINCHAUD (F.), MARTIN (J.-P.) - The new ALSCAN analyser : easy to use, on line, measurement of hydrogen in liquid aluminum alloys. - Proceedings of 2nd International Conference on molten aluminum processing, Orlando, p. 20.1-20.18, nov. 1989.
-
(4) - DOUTRE (D.), DEWING (E.) - * - Internal report. Alcan International Ltd, Kingston Reasearch and Development center (1989).
-
(5) - HESS (P.D.) - An empirical equation for calculating the solubility of hydrogen in molten aluminum alloys. - Light Metals, 2, p. 591‐596 (1974).
-
(6) - KATO (S.), IMAI (M.) - The determination of hydrogen content in...
ANNEXES
Adamel Lhomargy (Hyvac®)
AGA (SFG- Argon)
Alcoa (Télégas®)
Bomen inc. (Alscan®)
FMA-Feinmechanik-Electroni (Aluschmeltztester®)
Servimetal LTD (Alpur®)
Servimetal (appareil de dégazage sous vide)
Stahl MFG
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