Les alliages binaires Al-Mg sont à la base d’une famille importante d’alliages industriels. Bien que le magnésium ait une solubilité importante dans l’aluminium.

Les alliages Al-Mg a très faibles teneurs en magnésium ne sont pratiquement susceptibles de durcissement par précipitation, ils ont structuralement stables à la température ambiante et aux températures élevées. Par contre, pour les teneurs en magnésium supérieures, des instabilités structurales peuvent etre observées, c’est pour ça que nous avons utilisé dans notre travail l’alliage suivant: Al-10%Mg (ou la précipitation est toujours continue).

Influence des traitements thermiques (durcissement structural)sur la propriété de dureté de l’alliage d’aluminium de type A-G10

A.BELAHCENE1, M.S. HAMANI2, D.E.HAMMOUDI21Département de Mécanique, Faculté des Sciences et des Sciences de l’Ingénieur,

Université Hassiba Ben Bouali-Chlef, Algérie2Laboratoire de Fonderie, Département de Métallurgie et Génie des Matériaux,

Université Badji Mokhtar- Annaba 23000, Algérie

Bien qu’utilisées et étudiées depuis le début du siècle, les propriétés mécaniques des alliages à durcissement structural à base d’aluminium, recèlent toujours, certains secrets que les métallurgistes et les physiciens s’efforcent de mettre au jour. Dans ce travail , nous nous sommes intéressés au cas des alliages d’aluminium -magnésium et plus particulièrement à l’alliage Al-10%Mg.

Le travail que nous avons réalisé, avait pour objectif essentiel, d’étudier l’influence des traitements thermiques de durcissement structural sur l’évolution des propriétés mécaniques, les dimensions des grains et la structure de l’alliage A-G10.

Objectif de l’étude

Matériaux et techniques expérimentales

Résultats

Traitements thermiques appliquéesPour provoquer le phénomène de précipitation d’une solution solide

sursaturée,on a soumis les échantillons aux traitements thermiques suivants:� Chauffage jusqu’à une température de mise en solution, a laquelle le magnésium est totalement dissous pour arriver à une phase homogène (obtention d’un système monophasé), pendants les différents durées.� Trempe rapide à l’eau et à l’huile pour obtenir une solution solide monophasésursaturée.� Revenu à une température de 160°C pendant 6 et 12 heures à fin de déclencher le processus de précipitation.

Diffraction des rayons XLes variations des paramètres du réseau cristallin de la matrice Al-Mg en

fonction de la durée de revenu à la température de 160°C, ont été suivies par diffraction des rayons X. Nous avons utilisé un diffractomètre à poudre automatisé(Simens D8 Advence).

Fig 1. Influence de la température de mise en solution 435°C et le temps de maintien après trempe à l’eau et à l’huile sur la variation des dimensions de grains.

Fig 2. Influence de la température de mise en solution 445°C et le temps de maintien après trempe à l’eau et à l’huile sur la variation des dimensions de grains.

Fig 3. Variation des dimensions des grains en fonction du temps de revenu après mise en solution à 445°C et trempe à l’eau.

Fig 4. Variation des dimensions des grains en fonction du temps de revenu après mise en solution à 430°C et trempe à l’huile.

Fig 5. Microstructure obtenue après un traitement de revenu pendant 12h à 160°C. (Attaque au Keller, GX1000)

Fig 6. Microstructure brute de coulée d’un échantillon de l’alliage A-G10.

Fig 7. Microstructure obtenue après un traitement de mise en solution pendant 10h à445°C suivie de trempe à l’huile + revenu pendant 6h à 160°C (Attaque au Keller, GX200)

Fig 8. Spectre de diffraction des rayons X subit un traitement de mise en solution à 445°C pendant 10h trempé à l’eau + revenu à 160°C pendant 6h.

0,030,03--0,040,080,40,40,69,9488,5% Éléments

SnCuPbNiTiMnFeZnSiMgAlAlliage(A-G10)

Tableau 1: Composition chimique de l’alliage Al-10%Mg

D’après les résultats obtenus, cet alliage ne donne pas de durcissement structural appréciable.� L’effet de la température de mise en solution, n’a été que pour le but d’homogénéiser la composition chimique de l’alliage et de saturer totalement la solution solide.� Le temps de maintien de mise en solution influe légèrement sur les caractéristiques mécaniques, il fait augmenter la dureté HB de l’ordre de 14%, par rapport à l’état brut de coulée.� Le nombre élevé de lacunes retenues par trempe favorise la migration des atomes de magnésium vers les zones G.P. Tandis que l’élévation de la température accélère ce processus (elle augmente la vitesse de diffusion des atomes de magnésium), lors d’une déformation; les dislocations cisaillent ces zones cohérentes avec la matrice, et un accroissement de contrainte est nécessaire, d’où une augmentation de la dureté.

Conclusion

Références� Wilm(A).- Recherche sur la métallurgie physique des alliages aluminium-magnésium. Métallurgie8.1911 p.225-7; � LORIMER (G.W.). –Précipitation in aluminium alloys, précipitation Process in Solids. RUSSEL.(K.C). ET AARONSON (M.I) Eds the Metallurgical Society of AIME 1978 p.87-119;� Jean Philibert,Vlan Vignes, Yves Brechet, Pièrre Combrade; Masson,Paris 1998.Métallurgie du minerai au Matériau.

Premier Séminaire National sur la Fonderie ; 30 Novembre - 1 Décembre, 2008 Annaba - Algérie