Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Des plaques de l'alliage AA2618 issue de la coulée semi-continue verticale ont récemment été proposées pour la fabrication de moules de grandes dimensions. L'alliage AA2618 trouve essentiellement ces applications dans les industries du plastique et de l'automobile en raison de ces excellentes propriétés mécaniques et de stabilité dimensionnelle. Les plaques coulées sont coupées directement du lingot issu de la coulée et utilisé sans avoir été déformé, c'est à dire, sans laminage à chaud ou à froid, qui est généralement appliqué aux alliages d'aluminium corroyés. L'alliage AA2618 est initialement désigné comme un alliage pour corroyage, et n'a donc pas été étudié à l'état non déformé (brut). Le présent travail a été mené dans le but d'étudier les effets des traitements thermiques sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'alliage non-déformé AA2618, afin de trouver la meilleure procédure de traitement thermique qui peut être appliquée à cet alliage.

La microstructure de l'alliage AA2618 issue de la coulée a d'abord été examiné dans les conditions de brute de coulée et de mise en solution en utilisant un microscope optique et un microscope électronique à balayage, ainsi qu'un spectromètre rayon-X à dispersion d'énergie. L'essai Jominy a été mené pour évaluer la sensibilité à la trempe de l'alliage. L'essais de dureté et de traction ont été réalisés pour différentes conditions de mise en solution, de trempe et de vieillissement. La précipitation de l'alliage a été étudiée par la technique d'analyse calorimétrique différentielle et par mesure de la conductivité électrique.

La caractérisation microstructurale révèle la présence des phases Al2CU, Al2CuMg, Al7Cu4Ni, Al7Cu2(Fe,Ni) et Al9FeNi dans l'alliage AA2618. La mise en solution effectuée à 530 °C pendant 5 heures est la meilleure condition capable de dissoudre complètement les phases Al2CuMg, Al2Cu et Al7Cu2Ni, dans la solution solide, améliorant ainsi l'effet du durcissement structural. Les phases Al7Cu2(Fe,Ni) et Al9FeNi ont été soumises uniquement à la fragmentation et à la sphéroïdisation après une mise en solution. L'effet du temps de mise en solution sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'alliage AA2618 n'est pas aussi important que celui de la température de mise en solution.

L'évaluation des propriétés mécaniques de l'alliage mis en solution après une trempe à différente vitesse de refroidissement montre que ce dernier est un alliage d'aluminium de sensibilité à la trempe. Pour les même conditions de mise en solution et de vieillissement, les échantillons refroidis à l'air possèdent une dureté et une résistance à la traction plus faible que celles des échantillons trempés à l'eau. Les résultats du test de Jominy ont démontré que la valeur de la dureté de l'alliage AA2618 diminuait significativement avec la diminution de la vitesse de refroidissement.

Les résultats obtenus sur le vieillissement révèlent que les conditions du pic de vieillissement de l'alliage AA2618 ont été atteint, après un vieillissement de 36 heures à une température de 175 °C, 10 h à 195 °C et 1 h à 215 °C, respectivement. Les traitements de vieillissement appliqués à l'alliage AA2618 pourraient produire un large éventail de combinaisons satisfaisantes de résistance et de ductilité, ce qui répond aux spécifications des fabricants de moules de grande taille. L'alliage AA2618 a également été trouvé pour être sujettes au vieillissement naturel, affichant des valeurs de dureté comparables à celles obtenus par le vieillissement artificiel à 195 et 215 °C. Les résultats obtenus par l'analyse DSC et les mesures de conductivité électrique montrent que la phase principal durcissante de l'alliage AA2618, sous un vieillissement artificiel, est la phase S-Al2CuMg, alors que l'effet du durcissent structurale induit par le vieillissement naturel est probablement attribué à la formation d'agrégats Cu-Mg et / ou aux zones GPB.