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

Résumé

Les alliages d'aluminium corroyés sont employés aujourd'hui, plus intensivement, comme matières pour la structure et la carrosserie des véhicules, les fabricants de voitures s'efforcent de diminuer le poids des automobiles pour augmenter les économies d'essence. Dans ces alliages, a-AlgFeiSi et P-AlFeSi sont les deux intermétalliques de fer prédominants combinés qui surviennent dans la structure solidifiée. La phase a, apparaissant comme une écriture chinoise a une morphologie plus compacte, en comparaison avec les plaquettes apparaissant de la phase p\ Le type d'intermétallique présent a un important effet sur le temps d'homogénéisation, les caractéristiques de laminage et le temps de vieillissement d'une partie du produit de ces alliages.

Le travail actuel était exécuté pour étudier la formation des intermétalliques de fer dans les alliages d'aluminium de type 6XXX. Les alliages 6063 expérimental et commercial étudiés, contenant des concentrations de fer dans le domaine 0.17 - 0.39 % poids, de silicium dans le domaine de concentration 0.4 - 4.5 % et du magnésium dans le domaine 0.6 - 0.7 % poids de. Les effets de taux de refroidissement durant la solidification et l'addition d'éléments en trace tels que le silicium, le manganèse et le bérylium dans la phase P-AlFeSi caractérisés dans les deux alliages non-modifié et modifié au Sr étaient étudiés. L'effet de la présence des intermétalliques et de la prédéformation sur les propriétés de traction a aussi été étudié. Les barreaux d'essai de ces alliages étaient traités à 520 °C pendant 8h, désaltérés dans de l'eau chaude, et vieilli, par la suite, à 175 °C jusqu'à lOOh. Les phases rapportées dans cette étude étaient identifiées en utilisant un microscope optique et un microscope à balayage. La quantification des intermétalliques était faite en utilisant l'analyseur d'image.

Les résultats révèlent que dans les alliages de Sr-modifiés, les particules de Mg2Si diminuent en taille et atteignent une forme plus globulaire après le traitement thermique. Pour un rapport de Si*/Fe > 1.5 (où Si* réfère à la présence de silicium libre dans l'alliage et non en combinaison avec Mg), la longue et épaisse précipitation de la phase plaquette de (3-AlFeSi est observé. Pour les mêmes valeurs du rapport Si*/Fe, la modification avec le strontium réduit seulement la taille des particules de P-AlFeSi. Les alliages démontrent de pauvres propriétés de formage mais de très hautes propriétés de traction. Pour un rapport de Si*/Fe <1.5%, et en fonction de l'addition effectuée, la présence d'intermétallique peut être l'une ou l'autre des phases a-fer, (3-fer ou un mélange des deux, et les propriétés mécaniques varient en conséquence conformément (maniable pour matière dure). La tendance de précipitation de la phase a-fer écriture chinoise augmente avec la modification au strontium et le taux de refroidissement.

L'addition de Mn à ces alliages implique une précipitation de la phase a-Ali5(Fe,Mn)3Si2 écriture chinoise, et diminue les propriétés de formage et les propriétés de traction en comparaison avec l'absence de Mn. Les taux plus hauts de refroidissement et les modifications au strontium accroissent les propriétés de traction légèrement, mais réduisent sévèrement la ductilité et la formabilité. La formabilité des alliages est de beaucoup améliorée par l'addition de -200 ppm Sr ou 0.02% Be. Un combiné de Be+Sr implique la précipitation de très fine et globulaire particules de écriture chinoises a-AlgFe2SiBe, avec un alliage démontrant de très bonne propriétés de traction.

Il a été aussi démontré dans le travail actuel que la prédéformation (de 4%) diminue dramatiquement le temps de vieillissement requis pour atteindre le même niveau de propriétés de traction des alliages.