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

Résumé

L'affinage de grain et la modification sont deux traitements communs du métal liquide appliqués aux alliages de fonderie Al-Si. La modification est effectuée au moyen d'additions d'éléments tels que le Na, le Sr ou le Sb dans le but de changer la morphologie du silicium eutectique d'aciculaire à la forme fine et fibreuse, et améliorer de ce fait la ductilité de l'alliage. Une structure de grain fine et équiaxe améliorera également les propriétés mécaniques; ceci est réalisé par le processus de raffinement de grain, où l'addition d'éléments tels que le Ti et le B à l'aluminium liquide - habituellement présentés sous forme d'alliage mère d'aluminium - fournissent des noyaux nécessaires pour la formation d'un grand nombre de grains, et par conséquent une structure de grain fine est réalisée. L'utilisation d'une combinaison d'un affineur de grain et d'un modificateur pour certains alliages hypoeutectiques de fonderie Al-Si a démontrée qu'il causait un certain degré d'empoisonnement en termes de réduction du niveau de la modification des particules de silicium et de l'affinage de grain.

Le présent travail vise l'étude de l'influence de l'addition du Ti et du B sous forme de cinq alliages mères différents (affineurs de grain), à savoir, Al-lQ%Ti, Al-5%Ti-l %B, Al-2.5%Ti-2.5%B, Al-1.7%Ti-1.4%B et A1-4%B en combinaison avec le Sr comme modificateur sous forme d'Al-10%Sr dans l'alliage A356.2. L'affinement de grain de l'alliage A356.2 avec des additions de Ti et de B dans des gammes allant de 0.02 à 0.5% et 0.01 à 0.5%, respectivement, a été examiné en utilisant ces différents types d'affineurs de grain. Des additions de strontium ont été réalisées à deux niveaux de 30 et 200 ppm. L'occurrence de toutes les interactions probables de Sr-Ti et/ou de B-Sr a été étudiée en utilisant l'analyse par la microsonde et les techniques métallographiques. Tous les alliages ont subi un traitement thermique de type T6 avant l'essai mécanique. Des essais de traction et de resilience ont été effectués pour évaluer l'influence de l'interaction entre F affineur de grain et le modificateur sur les propriétés mécaniques. Les propriétés ont été déterminées pour les alliages tels que coulés et pour ceux traités thermiquement. Des techniques thermiques d'analyse ont également été employées pour évaluer les interactions entre le Sr et le B, aussi bien que celles entre le Sr et le Ti.

L'analyse à l'aide de la microsonde électronique a indiqué que l'ajout de B > 0.1% à l'alliage A356.2 peut mener à la formation des particules contenant principalement le B et Sr, avec une composition approchant SrBô. Aucune interaction significative entre le Sr et le Ti n'a été observée dans le contexte de l'effet sur les caractéristiques eutectiques des particules de silicium. Les mesures quantitatives des microstructures prouvent que la morphologie des particules eutectiques de silicium est soumise à un retour important à une forme brute et aciculaire. La recherche a également montré que l'interaction B-Sr peut retarder raffinement des grains de l'alliage A356.2 contenant 0.02-0.1%B. Cette interaction peut diminuer considérablement les propriétés mécaniques de l'alliage, en particulier, dans la condition telle que coulée. Ainsi, le contenu en B de l'alliage devrait être considéré en tant qu'un des paramètres qui affectent raffinement de grain et la modification des alliages A356.2.