CA2168946A1 - Tole d'alliage aluminium-silicium destinee a la construction mecanique, aeronautique et spatiale - Google Patents
Tole d'alliage aluminium-silicium destinee a la construction mecanique, aeronautique et spatialeInfo
- Publication number
- CA2168946A1 CA2168946A1 CA002168946A CA2168946A CA2168946A1 CA 2168946 A1 CA2168946 A1 CA 2168946A1 CA 002168946 A CA002168946 A CA 002168946A CA 2168946 A CA2168946 A CA 2168946A CA 2168946 A1 CA2168946 A1 CA 2168946A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- alloys
- sheets
- sheet
- mechanical
- manufacture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
L'invention concerne une tôle en alliage d'aluminium traitée thermiquement par mise en solution, trempe et éventuellement revenu, pour obtenir une limite élastique > 320 MPa, destinée à la construction mécanique, navale, aéronautique ou spatiale, de composition (en poids): Si: 6,5 à 11%, Mg: 0,5 à 1,0%, Cu: <0,8%, Fe: < 0,3 %, Mn: <0,5 % et/ou Cr: < 0,5 %, Sr: 0,008 à 0,025 %, Ti: ,0,02%, Total autres éléments: <0,2%, reste aluminium. Les tôles selon l'invention présentent un module d'élasticité élevé et une faible densité et peuvent être utilisées en particulier pour les intrados d'ailes et le revêtement de fuselage d'avions, ainsi que pour les réservoirs cryogéniques de fusées.
Description
~1689 1~
W095/34691 pcTl~hsJl~^693 TOLE D'ALLIAGE ALUMINIUM-SILICIUM DESTINEE
A LA CONSTRUCTION MECANIQUE, AERONAUTIQUE ET SPATIALE
DOMAINE DE L'lNVh~lON
L'invention concerne le domaine des toles en alliages d'aluminium à moyenne et haute résistance utilisées dans la construction mécanique, aéronautique et spatiale et dans lO l'armement.
ART ANTRRTRIJl~
Depuis de nombreuses années, on utilise dans la construction 15 aéronautique et spatiale des alliages d'aluminium à haute résistance, essentiellement des alliages Al-Cu de la série 2000 ( selon la désignation de l'Al~ n--m Association aux USA), par exemple les alliages 2014, 2019 et 2024, et des alliages Al-Zn-Mg et Al-Zn-Mg-Cu de la série 7000, par exemple les 20 alliages 7020 et 7075.
Le choix d'un alliage et d'une gamme de transformation, en particulier de traitement thermique, résulte d'un comp~omis souvent délicat entre diverses propriétés d'emploi telles que les caractéristiques mécaniques statiques (résistance à la 25 rupture, limite élastique, module d'élasticité, allongement), la résistance à la fatigue, importante pour des avions soumis à des cycles répétés de décollage-atterrissage, la t~nAc~té, c'est-à-dire la résistance à la propagation de fissures, et la corrosion sous tension. Il faut en plus tenir compte de 30 1 ' aptitude de l'alliage à etre coulé, laminé et traité
thermiquement dans de bonnes conditions, de sa densité et éventuellement de sa soudabilité.
Depuis plus de trente ans, des progrès continus ont été
accomplis pour améliorer les propriétés des alliages 2000 et 35 7000 utilisés en toles minces pour le fuselage des avions et en toles moyennes et épaisses pour les voilures ou les réservoirs cryogéniques des lanceurs et missiles, dans le but, WO95/34691 ; PCT~5m~693 ~16894~ 2 en particulier, d'alléger les structures sans compromettre les autres propriétés.
Un pas important dans l'allègement a été accompli avec le développement des alliages aluminium-lithium. Ainsi, un alliage 8090 à 2,6% de lithium conduit à un module spécifique (rapport du module d'élasticité à la densité) supérieur d'environ 20% à celui du 2024 et de 24% à celui du 7075. Les alliages à plus forte teneur en cuivre et à plus faible teneur en lithium, comme le 2095, ont été aus'si developpés à cause de 10 leur bon compromis entre la densité, le module d'élasticité et la soudabilité. Dans ce cas, le gain sur le module spécifique est d'environ 12% par rapport au 2219. Cependant, ces alliages restent encore peu utilisés, essentiellement en raison de leur coût de fabrication élevé.
OBJET DE L'I~v~ lON
La demanderesse, poursuivant ses recherches d'alliages pour alléger les structures des avions, s'est aperçu qu'une autre 20 catégorie d'alliages utilisés habituellement sous forme moulée, les alliages Al-Si de la série 4000, permettait non seulement d'améliorer de manière sensible, entre 3 et 10%, le module spécifique par rapport aux alliages 2000 et 7000, mais présentait aussi un faisceau de propriétés en matière de 25 tenacité, résistance à la fatigue et corrosion sous tension répondant aux exigences sévères de la construction aéronautique, sans poser de problème difficile à la coulée, au laminage et au traitement thermique. De plus, ces alliages présentent une soudabilité bien meilleure que la plupart des 30 2000 et 7000, et au moins équivalente aux alliages de ces séries spécialement dédiés au soudage, comme les alliages 2219 et 7020. Ils présentent enfin une résistance à la température bien meilleure que celle de la plupart des alliages 2000 et 7000, et au moins équivalente à celle d'alliages de ces séries 35 spécialement étudiés pour leur tenue en température, tels que les alliages 2019 et 2618.
Les alliages Al-Si sont utilisés très largement pour la WO95/34691 ~1 6 ~ ~ 4 ~ PCT~5/00693 fabrication de pièces moulées. Ils présentent cependant, sous cette forme, des propriétés de résistance mécanique, de fatigue et de tenacité bien inférieures à celles des alliages 2000 et 7000 corroyés et transformés utilisés en pièces de structure. Dans de rares cas, ils peuvent être utilisés sous forme laminée, notamment pour la couverture de tôles plaquées destinées à la fabrication d'échangeurs thermiques brasés. On utilise ainsi, par exemple, les alliages 4343, 4104, 4045 et 4047, les propriétés recherchées dans ce cas étant 10 essentiellement une température de fusion faible et une bonne mouillabilité.
Les alliages Al-Si peuvent également être filés sous forme de barres ou profilés qui, en raison de leur bonne résistance à
l'usure et la température, sont utilisés dans des pièces 15 mécaniques telles que bielles, maîtres-cylindres de freins, arbres de transmission, paliers et divers composants de moteurs et de compresseurs. Un des alliages utilisé à cette fin est le 4032.
Le brevet français FR 2291284 décrit la fabrication de tôles 20 en alliage AlSi contenant de 4 à 15% de Si par coulée continue entre deux cylindres refroidis. Ce mode de coulée est destiné
à accroître l'allongement à la rupture, et donc la formabilité.Il ne s'agit pas de tôles à haute résistance utilisables dans des applications structurales, puisque les 25 tôles sont simplement recuites et les limites élastiques exemplifiées ne dépassent pas 220 MPa.
Mais jamais personne jusqu'à présent n'a eu l'idée d'elAhorer, grâce à un choix judicieux de la composition et une gamme de traitement thermique appropriée, des tôles en alliages Al-Si à
30 haute résistance mécanique utilisables pour des applications structurales, notamment en construction mécanique, navale ou aéronautique, par assemblages mécaniques ou soudés.
L'invention a ainsi pour objet des tôles traitées thermiquement par mise en solution, trempe et éventuellement 35 revenu de manière à obtenir une limite élastique Ro 2 supérieure à 320 MPa, dest~néec à la construction mécanique, navale, aéronautique ou spatiale en alliage de composition wos5/346sl 21 6 8; 9 ~ 6 PCT~R95/00693 suivante (en poids):
Si: 6,5 à 11~
Mg: 0,5 à 1,0%
Cu: < 0,8%
Fe: < 0,3%
Mn: < 0,5% et/ou Cr < 0,5%
Sr: < 0,008 à 0,025%
Ti: < 0,02%
le total des autres éléments étant inférieur à 0,2%, le reste 10 étant l'aluminium.
La teneur en silicium est, de préférence, comprise entre 6,5 et 8%, correspondant à celle de l'alliage AS7G.
Un autre objet de l'invention est l'utilisation de tôles moyennes ou épaisses de cet alliage pour les intrados d'ailes 15 d'avions, de tales minces pour le revetement de fuselages d'avions, de toles pour la fabrication de réservoirs cryogéniques de fusées, de planchers et bennes de véhicules industriels et de coques ou supersructures de bateaux.
20 n~CRTPTION DE L'lNV~-lON
Les toles selon l'invention ont des teneurs en silicium correspondant globalement aux domaines des alliages AS7G et AS9G selon la norme française NF A 57-702 ou les désignations 25 A 357 et A 359 de l'Aluminum Association.
Le magnésium ne doit pas dépasser 1% pour éviter la formation de composé intermétallique Mg2Si insoluble. Le cuivre doit etre limité à 0,8% pour éviter la formation de phases insolubles Mg2Si et Q (AlMgSiCu). Cette teneur permet 30 également de limiter la sensibilité à la corrosion intercristalline.
Le fer est également limité à 0,3%, et de préférence à 0,08%, comme il l'est dans les alliages 7000 pour toles fortes, lorsqu'on a besoin d'une bonne tenacité et/ou d'un bon 35 allongement. La présence de titane est liée à l'affinage des plaques au titane, identique à celui qui est pratiqué pour les alliages actuels à moyenne et haute résistance.
WO95/34691 ~1 6 8 9 4 6 PCT/~h9JI'U~693 Comme cela se fait habituellement pour les alliages de moulage de qualité, il est nécessaire de modifier l'alliage pour éviter la formation de silicium primaire et obtenir une structure eutectique fibrée finement dispersée. Pour cette opération, le strontium est préférable au sodium qui pourrait engendrer une fragilité à chaud à la transformation.
Les tôles selon l'invention peuvent etre obtenues par coulée verticale de plaques, un lAm;nAge à chaud jusqu'à 6 mm, éventuellement un laminage à froid dans le cas de tales 10 minces, une mise en solution entre 545 et 555C, une LL~- ~ E à
l'eau froide, une maturation à température ambiante et/ou un revenu entre 6 et 24 h à une température comprise entre 150 et 195C.
On peut faire prPcP~er le laminage à chaud d'une 15 homogénéisation entre 530 et 550C d'une durée inférieure à 20 h, suffisamment courte pour éviter une globulisation de l'eutectique fibreux et une coalescence marquée des dispersoïdes au manganèse et/ou au chrome, lorsque l'alliage en contient. En l'absence d'homogénéisation, on obtient à
20 l'état final une microstructure eutectique très fine et non globulisée, qui a un effet favorable sur la tenacité.
On peut ainsi obtenir à l'état T6 une limite élastique supérieure à 320 et meme 340 MPa, un allongement supérieur à 6 ~ dans le sens TL et 9% dans le sens L, et une tPnAcité, 25 mesurée par le facteur critique d'intensité de contraintes Klc, supérieure à 20 MPaVm.
Dans ces conditions, l'alliage est soudable par des pro~é~é~
conventionnels TIG ou MIG, continus ou pulsés, selon qu'il s'agit d'une toale mince ou épaisse, et sa densité est toujours 30 inférieure à celle des alliages 2000 et 7000 traditionnels ainsi qu'aux alliages Al-Li à teneur en lithium inférieure à
~'.k;. .~-.F~;
Exemple 1: t~le homo~n~i ~P
W O 95/34691 2 1 6 8 ~ 4 j PCTA~R95/00693 On a élaboré par coulée verticale des plaques de section 380 x 120 mm d'alliage de composition suivante (en poids):
Si: 6,77%
Mg: 0,59%
Cu: 0,24~
Fe: 0,06%
Mn: 0,31%
Sr: 0,016%
Ti: 0,01%
10 le total des autres éléments étant inférieur à 0,2% et le reste étant de l'aluminium.
L'alliage a été homogénéisé à 550C pendant 8h, après une montée en température de 4h, réchauffé pendant 2 h à 500C, puis laminé à chaud jusqu'à 20 mm d'épaisseur sur un laminoir 15 réversible. Des tôles découpées ont été mises en solution 2 h à 550C, trempées à l'eau et soumises à un revenu de 8h à
175C, soit un état T651 selon les désignations de l'Aluminum Association.
L'alliage a une densité de 2,678 et on a mesuré sur la tôle 20 par la méthode de la boucle d'hystérésis en traction, un module d'élasticité E de 74100 MPa, soit un module spécifigue de 27670 MPa, à comparer avec les valeurs respectives de
W095/34691 pcTl~hsJl~^693 TOLE D'ALLIAGE ALUMINIUM-SILICIUM DESTINEE
A LA CONSTRUCTION MECANIQUE, AERONAUTIQUE ET SPATIALE
DOMAINE DE L'lNVh~lON
L'invention concerne le domaine des toles en alliages d'aluminium à moyenne et haute résistance utilisées dans la construction mécanique, aéronautique et spatiale et dans lO l'armement.
ART ANTRRTRIJl~
Depuis de nombreuses années, on utilise dans la construction 15 aéronautique et spatiale des alliages d'aluminium à haute résistance, essentiellement des alliages Al-Cu de la série 2000 ( selon la désignation de l'Al~ n--m Association aux USA), par exemple les alliages 2014, 2019 et 2024, et des alliages Al-Zn-Mg et Al-Zn-Mg-Cu de la série 7000, par exemple les 20 alliages 7020 et 7075.
Le choix d'un alliage et d'une gamme de transformation, en particulier de traitement thermique, résulte d'un comp~omis souvent délicat entre diverses propriétés d'emploi telles que les caractéristiques mécaniques statiques (résistance à la 25 rupture, limite élastique, module d'élasticité, allongement), la résistance à la fatigue, importante pour des avions soumis à des cycles répétés de décollage-atterrissage, la t~nAc~té, c'est-à-dire la résistance à la propagation de fissures, et la corrosion sous tension. Il faut en plus tenir compte de 30 1 ' aptitude de l'alliage à etre coulé, laminé et traité
thermiquement dans de bonnes conditions, de sa densité et éventuellement de sa soudabilité.
Depuis plus de trente ans, des progrès continus ont été
accomplis pour améliorer les propriétés des alliages 2000 et 35 7000 utilisés en toles minces pour le fuselage des avions et en toles moyennes et épaisses pour les voilures ou les réservoirs cryogéniques des lanceurs et missiles, dans le but, WO95/34691 ; PCT~5m~693 ~16894~ 2 en particulier, d'alléger les structures sans compromettre les autres propriétés.
Un pas important dans l'allègement a été accompli avec le développement des alliages aluminium-lithium. Ainsi, un alliage 8090 à 2,6% de lithium conduit à un module spécifique (rapport du module d'élasticité à la densité) supérieur d'environ 20% à celui du 2024 et de 24% à celui du 7075. Les alliages à plus forte teneur en cuivre et à plus faible teneur en lithium, comme le 2095, ont été aus'si developpés à cause de 10 leur bon compromis entre la densité, le module d'élasticité et la soudabilité. Dans ce cas, le gain sur le module spécifique est d'environ 12% par rapport au 2219. Cependant, ces alliages restent encore peu utilisés, essentiellement en raison de leur coût de fabrication élevé.
OBJET DE L'I~v~ lON
La demanderesse, poursuivant ses recherches d'alliages pour alléger les structures des avions, s'est aperçu qu'une autre 20 catégorie d'alliages utilisés habituellement sous forme moulée, les alliages Al-Si de la série 4000, permettait non seulement d'améliorer de manière sensible, entre 3 et 10%, le module spécifique par rapport aux alliages 2000 et 7000, mais présentait aussi un faisceau de propriétés en matière de 25 tenacité, résistance à la fatigue et corrosion sous tension répondant aux exigences sévères de la construction aéronautique, sans poser de problème difficile à la coulée, au laminage et au traitement thermique. De plus, ces alliages présentent une soudabilité bien meilleure que la plupart des 30 2000 et 7000, et au moins équivalente aux alliages de ces séries spécialement dédiés au soudage, comme les alliages 2219 et 7020. Ils présentent enfin une résistance à la température bien meilleure que celle de la plupart des alliages 2000 et 7000, et au moins équivalente à celle d'alliages de ces séries 35 spécialement étudiés pour leur tenue en température, tels que les alliages 2019 et 2618.
Les alliages Al-Si sont utilisés très largement pour la WO95/34691 ~1 6 ~ ~ 4 ~ PCT~5/00693 fabrication de pièces moulées. Ils présentent cependant, sous cette forme, des propriétés de résistance mécanique, de fatigue et de tenacité bien inférieures à celles des alliages 2000 et 7000 corroyés et transformés utilisés en pièces de structure. Dans de rares cas, ils peuvent être utilisés sous forme laminée, notamment pour la couverture de tôles plaquées destinées à la fabrication d'échangeurs thermiques brasés. On utilise ainsi, par exemple, les alliages 4343, 4104, 4045 et 4047, les propriétés recherchées dans ce cas étant 10 essentiellement une température de fusion faible et une bonne mouillabilité.
Les alliages Al-Si peuvent également être filés sous forme de barres ou profilés qui, en raison de leur bonne résistance à
l'usure et la température, sont utilisés dans des pièces 15 mécaniques telles que bielles, maîtres-cylindres de freins, arbres de transmission, paliers et divers composants de moteurs et de compresseurs. Un des alliages utilisé à cette fin est le 4032.
Le brevet français FR 2291284 décrit la fabrication de tôles 20 en alliage AlSi contenant de 4 à 15% de Si par coulée continue entre deux cylindres refroidis. Ce mode de coulée est destiné
à accroître l'allongement à la rupture, et donc la formabilité.Il ne s'agit pas de tôles à haute résistance utilisables dans des applications structurales, puisque les 25 tôles sont simplement recuites et les limites élastiques exemplifiées ne dépassent pas 220 MPa.
Mais jamais personne jusqu'à présent n'a eu l'idée d'elAhorer, grâce à un choix judicieux de la composition et une gamme de traitement thermique appropriée, des tôles en alliages Al-Si à
30 haute résistance mécanique utilisables pour des applications structurales, notamment en construction mécanique, navale ou aéronautique, par assemblages mécaniques ou soudés.
L'invention a ainsi pour objet des tôles traitées thermiquement par mise en solution, trempe et éventuellement 35 revenu de manière à obtenir une limite élastique Ro 2 supérieure à 320 MPa, dest~néec à la construction mécanique, navale, aéronautique ou spatiale en alliage de composition wos5/346sl 21 6 8; 9 ~ 6 PCT~R95/00693 suivante (en poids):
Si: 6,5 à 11~
Mg: 0,5 à 1,0%
Cu: < 0,8%
Fe: < 0,3%
Mn: < 0,5% et/ou Cr < 0,5%
Sr: < 0,008 à 0,025%
Ti: < 0,02%
le total des autres éléments étant inférieur à 0,2%, le reste 10 étant l'aluminium.
La teneur en silicium est, de préférence, comprise entre 6,5 et 8%, correspondant à celle de l'alliage AS7G.
Un autre objet de l'invention est l'utilisation de tôles moyennes ou épaisses de cet alliage pour les intrados d'ailes 15 d'avions, de tales minces pour le revetement de fuselages d'avions, de toles pour la fabrication de réservoirs cryogéniques de fusées, de planchers et bennes de véhicules industriels et de coques ou supersructures de bateaux.
20 n~CRTPTION DE L'lNV~-lON
Les toles selon l'invention ont des teneurs en silicium correspondant globalement aux domaines des alliages AS7G et AS9G selon la norme française NF A 57-702 ou les désignations 25 A 357 et A 359 de l'Aluminum Association.
Le magnésium ne doit pas dépasser 1% pour éviter la formation de composé intermétallique Mg2Si insoluble. Le cuivre doit etre limité à 0,8% pour éviter la formation de phases insolubles Mg2Si et Q (AlMgSiCu). Cette teneur permet 30 également de limiter la sensibilité à la corrosion intercristalline.
Le fer est également limité à 0,3%, et de préférence à 0,08%, comme il l'est dans les alliages 7000 pour toles fortes, lorsqu'on a besoin d'une bonne tenacité et/ou d'un bon 35 allongement. La présence de titane est liée à l'affinage des plaques au titane, identique à celui qui est pratiqué pour les alliages actuels à moyenne et haute résistance.
WO95/34691 ~1 6 8 9 4 6 PCT/~h9JI'U~693 Comme cela se fait habituellement pour les alliages de moulage de qualité, il est nécessaire de modifier l'alliage pour éviter la formation de silicium primaire et obtenir une structure eutectique fibrée finement dispersée. Pour cette opération, le strontium est préférable au sodium qui pourrait engendrer une fragilité à chaud à la transformation.
Les tôles selon l'invention peuvent etre obtenues par coulée verticale de plaques, un lAm;nAge à chaud jusqu'à 6 mm, éventuellement un laminage à froid dans le cas de tales 10 minces, une mise en solution entre 545 et 555C, une LL~- ~ E à
l'eau froide, une maturation à température ambiante et/ou un revenu entre 6 et 24 h à une température comprise entre 150 et 195C.
On peut faire prPcP~er le laminage à chaud d'une 15 homogénéisation entre 530 et 550C d'une durée inférieure à 20 h, suffisamment courte pour éviter une globulisation de l'eutectique fibreux et une coalescence marquée des dispersoïdes au manganèse et/ou au chrome, lorsque l'alliage en contient. En l'absence d'homogénéisation, on obtient à
20 l'état final une microstructure eutectique très fine et non globulisée, qui a un effet favorable sur la tenacité.
On peut ainsi obtenir à l'état T6 une limite élastique supérieure à 320 et meme 340 MPa, un allongement supérieur à 6 ~ dans le sens TL et 9% dans le sens L, et une tPnAcité, 25 mesurée par le facteur critique d'intensité de contraintes Klc, supérieure à 20 MPaVm.
Dans ces conditions, l'alliage est soudable par des pro~é~é~
conventionnels TIG ou MIG, continus ou pulsés, selon qu'il s'agit d'une toale mince ou épaisse, et sa densité est toujours 30 inférieure à celle des alliages 2000 et 7000 traditionnels ainsi qu'aux alliages Al-Li à teneur en lithium inférieure à
~'.k;. .~-.F~;
Exemple 1: t~le homo~n~i ~P
W O 95/34691 2 1 6 8 ~ 4 j PCTA~R95/00693 On a élaboré par coulée verticale des plaques de section 380 x 120 mm d'alliage de composition suivante (en poids):
Si: 6,77%
Mg: 0,59%
Cu: 0,24~
Fe: 0,06%
Mn: 0,31%
Sr: 0,016%
Ti: 0,01%
10 le total des autres éléments étant inférieur à 0,2% et le reste étant de l'aluminium.
L'alliage a été homogénéisé à 550C pendant 8h, après une montée en température de 4h, réchauffé pendant 2 h à 500C, puis laminé à chaud jusqu'à 20 mm d'épaisseur sur un laminoir 15 réversible. Des tôles découpées ont été mises en solution 2 h à 550C, trempées à l'eau et soumises à un revenu de 8h à
175C, soit un état T651 selon les désignations de l'Aluminum Association.
L'alliage a une densité de 2,678 et on a mesuré sur la tôle 20 par la méthode de la boucle d'hystérésis en traction, un module d'élasticité E de 74100 MPa, soit un module spécifigue de 27670 MPa, à comparer avec les valeurs respectives de
2,770, 72500 MPa e'; 26175 MPa pour une tôle de même épaisseur en alliage 2024 à l'état T351, soit une augmentation de 5,7%
25 du module spécifique. Cette augmentation est supérieure de plus de 9% par rapport à l'alliage 2219 pour construction soudée.
Les caractéristiques mécaniques, comparées à celles d'une tôle en 2024 T351, sont les suivantes:
alliage sens Ro~2 Rm A sens Klc MPa MPa % MPavm invention L 358 386 9,4 L-T 20 " TL 350 386 6,6 T-L 19 352024 L 350 485 18,0 L-T 35 " TL 345 489 17,1 T-L 32 21fi894~
WO9S/34691 PCT~R95/00693 Exemple 2: tôle non homQ~n~ic~ç
Avec le meme alliage que dans l'exemple 1, on réalise les memes opérations, sauf que la plaque ne subit pas d'homogénéisation avant le réchauffage précé~nt le laminage à
chaud. On mesure sur la tôle de 20 mm d'épaisseur un module d'élasticité de 74170 MPa, soit une augmentation de 5,7~ du module spécifique par rapport au 2024 T351.
Les caractéristiques mécaniques mesurées sur la tôle de 20 mm 10 sont les suivantes:
sens Ro~2 Rm A sens Klc MPa MPa ~ MPavm L 359 38410,0 L-T 22,1 TL 346 3836,9 T-L 19,1 On constate gue l'absence d'homogénéisation a un effet favorable sur l'allongement et sur la t~n~.;té. Un examen micrographique comparé montre que la taille moyenne des 20 particules au silicium, qui était de l'ordre de 7 microns pour la tôle homogénéisée, devient inférieure à 4 microns pour la tôle non homogénéisée.
25 du module spécifique. Cette augmentation est supérieure de plus de 9% par rapport à l'alliage 2219 pour construction soudée.
Les caractéristiques mécaniques, comparées à celles d'une tôle en 2024 T351, sont les suivantes:
alliage sens Ro~2 Rm A sens Klc MPa MPa % MPavm invention L 358 386 9,4 L-T 20 " TL 350 386 6,6 T-L 19 352024 L 350 485 18,0 L-T 35 " TL 345 489 17,1 T-L 32 21fi894~
WO9S/34691 PCT~R95/00693 Exemple 2: tôle non homQ~n~ic~ç
Avec le meme alliage que dans l'exemple 1, on réalise les memes opérations, sauf que la plaque ne subit pas d'homogénéisation avant le réchauffage précé~nt le laminage à
chaud. On mesure sur la tôle de 20 mm d'épaisseur un module d'élasticité de 74170 MPa, soit une augmentation de 5,7~ du module spécifique par rapport au 2024 T351.
Les caractéristiques mécaniques mesurées sur la tôle de 20 mm 10 sont les suivantes:
sens Ro~2 Rm A sens Klc MPa MPa ~ MPavm L 359 38410,0 L-T 22,1 TL 346 3836,9 T-L 19,1 On constate gue l'absence d'homogénéisation a un effet favorable sur l'allongement et sur la t~n~.;té. Un examen micrographique comparé montre que la taille moyenne des 20 particules au silicium, qui était de l'ordre de 7 microns pour la tôle homogénéisée, devient inférieure à 4 microns pour la tôle non homogénéisée.
Claims (11)
1) Tôle en alliage d'aluminium à haute résistance traitée thermiquement par mise en solution, trempe et éventuellement revenu, pour obtenir une limite élastique R0,2 supérieure à 320 MPa, destinée à la construction mécanique, navale, aéronautique ou spatiale, de composition (en poids):
Si: 6,5 à 11%
Mg: 0,5 à 1,0%
Cu: < 0,8%
Fe: < 0,3%
Mn: < 0,5% et/ou Cr: < 0,5%
Sr: 0,008 à 0,025%
Ti: <0,02%
total autres éléments: < 0,2%
balance aluminium.
Si: 6,5 à 11%
Mg: 0,5 à 1,0%
Cu: < 0,8%
Fe: < 0,3%
Mn: < 0,5% et/ou Cr: < 0,5%
Sr: 0,008 à 0,025%
Ti: <0,02%
total autres éléments: < 0,2%
balance aluminium.
2) Tôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur en Si est comprise entre 6,5 et 8%.
3) Tôle selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la teneur en fer est inférieure à 0,08%.
4) Utilisation de tôles moyennes ou épaisses selon l'une des revendications 1 à 3 pour la fabrication d'intrados d'ailes d'avions.
5) Utilisation de tôles selon l'une des revendications 1 à 3 pour le revêtement de fuselage d'avions.
6) Utilisation de tôles selon l'une des revendications 1 à 3 pour la fabrication de réservoirs cryogéniques de fusées.
7) Utilisation de tôles selon l'une des revendications 1 à 3 pour la fabrication de planchers ou de bennes de véhicules industriels.
8) Utilisation de tôles selon l'une des revendications 1 à 3 pour la construction de coques et superstructures de bateaux.
9) Procédé de fabrication de tôles selon l'une des revendications 1 à 3, comportant les étapes suivantes:
- coulée d'une plaque, - réchauffage entre 480 et 520°C
- laminage à chaud et éventuellement à froid, - mise en solution entre 545 et 555°C, - trempe à l'eau froide et maturation.
- coulée d'une plaque, - réchauffage entre 480 et 520°C
- laminage à chaud et éventuellement à froid, - mise en solution entre 545 et 555°C, - trempe à l'eau froide et maturation.
10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte, avant le réchauffage, une homogénéisation entre 530 et 550°C d'une durée inférieure à 20 h.
11) Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il est suivi d'un revenu de 6h à 24 h entre 150 et à 195°C.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9407405A FR2721041B1 (fr) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | Tôle d'alliage aluminium-silicium destinée à la construction mécanique, aéronautique et spatiale. |
| FR94/07405 | 1994-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2168946A1 true CA2168946A1 (fr) | 1995-12-21 |
Family
ID=9464309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002168946A Abandoned CA2168946A1 (fr) | 1994-06-13 | 1995-05-29 | Tole d'alliage aluminium-silicium destinee a la construction mecanique, aeronautique et spatiale |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5837070A (fr) |
| EP (1) | EP0717784B1 (fr) |
| JP (1) | JPH09501988A (fr) |
| AT (1) | ATE171222T1 (fr) |
| CA (1) | CA2168946A1 (fr) |
| DE (1) | DE69504802T2 (fr) |
| FR (1) | FR2721041B1 (fr) |
| WO (1) | WO1995034691A1 (fr) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1002334C2 (nl) * | 1996-02-14 | 1997-08-15 | Hoogovens Aluminium Nv | Slijtvaste aluminiumlegering met een goede corrosieweerstand. |
| US6168067B1 (en) * | 1998-06-23 | 2001-01-02 | Mcdonnell Douglas Corporation | High strength friction stir welding |
| US6146477A (en) | 1999-08-17 | 2000-11-14 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Metal alloy product and method for producing same |
| JP4356851B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2009-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 船舶用アルミニウムダイカスト材料 |
| JP2002144018A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-21 | Yorozu Corp | 軽量高強度部材の製造方法 |
| WO2003006697A1 (fr) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Alliage soudable d'al-mg-si a haute resistance |
| US20030143102A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-07-31 | Showa Denko K.K. | Aluminum alloy excellent in cutting ability, aluminum alloy materials and manufacturing method thereof |
| JP4227014B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2009-02-18 | 昭和電工株式会社 | 切削性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法 |
| FR2832913B1 (fr) * | 2001-12-03 | 2004-01-16 | Pechiney Rhenalu | Alliage d'aluminium pour ustensiles culinaires emailles et/ou revetus de ptfe |
| US20100282061A1 (en) * | 2001-12-31 | 2010-11-11 | Asher Peretz | Anti-terror lightweight armor plates and a method of producing same |
| US6773666B2 (en) * | 2002-02-28 | 2004-08-10 | Alcoa Inc. | Al-Si-Mg-Mn casting alloy and method |
| US20040166245A1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-08-26 | Unionsteel Manufacturing Co., Ltd. | Production method for aluminum alloy coated steel sheet |
| DE10331990A1 (de) * | 2003-07-14 | 2005-02-24 | Eads Deutschland Gmbh | Geschweißtes Aluminium-Strukturbauteil mit metallisch induzierter Rissabeichung |
| FR2879115B1 (fr) * | 2004-12-15 | 2007-03-16 | Pechiney Softal Soc Par Action | Procede de soudage du type mig pulse a fil pulse pour alliages d'aluminium |
| US8083871B2 (en) | 2005-10-28 | 2011-12-27 | Automotive Casting Technology, Inc. | High crashworthiness Al-Si-Mg alloy and methods for producing automotive casting |
| DE102006032699B4 (de) * | 2006-07-14 | 2010-09-09 | Bdw Technologies Gmbh & Co. Kg | Aluminiumlegierung und deren Verwendung für ein Gussbauteil insbesondere eines Kraftwagens |
| JP5300118B2 (ja) | 2007-07-06 | 2013-09-25 | 日産自動車株式会社 | アルミニウム合金鋳物の製造方法 |
| JP4719731B2 (ja) * | 2007-11-22 | 2011-07-06 | 住友電気工業株式会社 | 切削性に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 |
| US8728258B2 (en) * | 2008-06-10 | 2014-05-20 | GM Global Technology Operations LLC | Sequential aging of aluminum silicon casting alloys |
| CN102312137B (zh) * | 2011-09-09 | 2016-06-22 | 深圳市中兴康讯电子有限公司 | 铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺 |
| US9284636B1 (en) * | 2011-12-21 | 2016-03-15 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Impact toughness and heat treatment for cast aluminum |
| CN103008345B (zh) * | 2012-12-03 | 2015-06-10 | 三门峡圣辉新型材料有限公司 | 一种铝合金连续铸轧生产工艺 |
| US10113218B2 (en) * | 2014-03-31 | 2018-10-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Cast Al—Si—Mg-based aluminum alloy having excellent specific rigidity, strength and ductility, and cast member and automobile road wheel made thereof |
| JP6495246B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2019-04-03 | アイシン軽金属株式会社 | アルミニウム合金及びダイカスト鋳造方法 |
| JP6014785B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-10-25 | 株式会社Uacj | 磁気ディスク用アルミニウム合金基板 |
| US20180057913A1 (en) * | 2015-03-19 | 2018-03-01 | GM Global Technology Operations LLC | Alloy composition |
| CA2995250A1 (fr) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Alcoa Usa Corp. | Alliages de moulage d'aluminium 3xx ameliores, et leurs procedes de fabrication |
| FR3044326B1 (fr) * | 2015-12-01 | 2017-12-01 | Constellium Neuf-Brisach | Tole mince a haute rigidite pour carrosserie automobile |
| CN105695816A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-22 | 杜生龙 | 一种用于制作支架的锌镁铝合金及其制备方法 |
| US10927436B2 (en) | 2017-03-09 | 2021-02-23 | GM Global Technology Operations LLC | Aluminum alloys |
| RU2659514C1 (ru) * | 2017-08-17 | 2018-07-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Литейный алюминиево-кремниевый сплав |
| US11149333B2 (en) | 2018-08-14 | 2021-10-19 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Clean aluminum alloys |
| US11597987B2 (en) | 2018-08-14 | 2023-03-07 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Clean aluminum alloys and methods for forming such alloys |
| DE102019120862A1 (de) * | 2019-08-01 | 2021-02-04 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers sowie Plattenwärmetauscher |
| CN110964957A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-07 | 北京工业大学 | 一种高强Al-Zn-Mg系合金深冷轧制与时效处理工艺 |
| FR3114448A1 (fr) | 2020-09-23 | 2022-03-25 | Constellium Neuf-Brisach | Fond de bac batteries pour vehicules electriques |
| CN114672674B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-03-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种铸造-轧制高强高韧铝硅合金及其制备方法 |
| CN115305391B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-06-06 | 中南大学 | 一种低能耗铝硅镁合金及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE241389C (fr) * | ||||
| US3400057A (en) * | 1964-06-03 | 1968-09-03 | Reynolds Metals Co | Alloy and finishing system |
| DE1255928B (de) * | 1966-01-13 | 1967-12-07 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Erzielung eines langanhaltenden Veredelungseffektes in Aluminium-Silicium-Legierungen |
| US4897124A (en) * | 1987-07-02 | 1990-01-30 | Sky Aluminium Co., Ltd. | Aluminum-alloy rolled sheet for forming and production method therefor |
| JPH02159338A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-19 | Kobe Steel Ltd | Ａｌ−Ｓｉ系合金及びその製造方法 |
| JP3183545B2 (ja) * | 1991-10-09 | 2001-07-09 | 株式会社神戸製鋼所 | ブレージングシート用高強度アルミニウムろう材 |
| US5571347A (en) * | 1994-04-07 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | High strength MG-SI type aluminum alloy |
-
1994
- 1994-06-13 FR FR9407405A patent/FR2721041B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-29 JP JP8501711A patent/JPH09501988A/ja active Pending
- 1995-05-29 EP EP95920993A patent/EP0717784B1/fr not_active Revoked
- 1995-05-29 US US08/537,864 patent/US5837070A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-05-29 CA CA002168946A patent/CA2168946A1/fr not_active Abandoned
- 1995-05-29 WO PCT/FR1995/000693 patent/WO1995034691A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1995-05-29 AT AT95920993T patent/ATE171222T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-05-29 DE DE69504802T patent/DE69504802T2/de not_active Revoked
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1995034691A1 (fr) | 1995-12-21 |
| ATE171222T1 (de) | 1998-10-15 |
| FR2721041B1 (fr) | 1997-10-10 |
| EP0717784B1 (fr) | 1998-09-16 |
| JPH09501988A (ja) | 1997-02-25 |
| DE69504802T2 (de) | 1999-03-25 |
| EP0717784A1 (fr) | 1996-06-26 |
| FR2721041A1 (fr) | 1995-12-15 |
| DE69504802D1 (de) | 1998-10-22 |
| US5837070A (en) | 1998-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2168946A1 (fr) | Tole d'alliage aluminium-silicium destinee a la construction mecanique, aeronautique et spatiale | |
| JP4115936B2 (ja) | 熔接可能な高強度Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金 | |
| EP1891247B1 (fr) | Tole en aluminium-cuivre-lithium a haute tenacite pour fuselage d'avion | |
| EP1114877B1 (fr) | Element de structure d'avion en alliage Al-Cu-Mg | |
| FR2855834A1 (fr) | Produit ouvre en alliage a grande tolerance aux dommages, en particulier pour des applications dans le domaine aerospatial | |
| FR2843754A1 (fr) | Alliage ai-cu-mg-si equilibre | |
| FR2726007A1 (fr) | Procede de fabrication de produits en alliage alsimgcu a resistance amelioree a la corrosion intercristalline | |
| WO2006043137A9 (fr) | Procede de production de feuille de brasage en alliage d'aluminium, et ensembles echangeurs thermiques brases legers | |
| FR2935397A1 (fr) | Alliage d'aluminium al-mg soudable et tres resistant, et produit en un tel alliage | |
| FR2888854A1 (fr) | Produit en alliage d'aluminium corroye de la serie aa-7000, procede de fabrication d'un tel produit, et composant soude comportant un tel produit. | |
| FR2857378A1 (fr) | Piece moulee en alliage d'aluminium a haute resistance a chaud | |
| CA3006871A1 (fr) | Alliage aluminium cuivre lithium a resistance mecanique et tenacite ameliorees | |
| EP0756017B1 (fr) | Alliage aluminium-cuivre-magnésium à résistance élevée au fluage | |
| CA3006346A1 (fr) | Tole mince a haute rigidite pour carrosserie automobile | |
| WO2006056686A2 (fr) | Alliage d’aluminium pour piece a haute resistance mecanique a chaud | |
| FR2889542A1 (fr) | Tole en aluminium-cuivre-lithium a haute tenacite pour fuselage d'avion | |
| FR2859484A1 (fr) | Piece moulee en alliage d'aluminium a haute resistance a chaud | |
| WO2020178507A1 (fr) | Bande en alliage d'aluminium pour la fabrication d'échangeurs de chaleur brasés | |
| RU2783714C1 (ru) | Плакированное изделие на основе сплава серии 2xxx для авиакосмической техники | |
| EP0375572A1 (fr) | Alliage d'aluminium pour emboutissage , contenant du silicium, du magnésium et du cuivre | |
| FR2857377A1 (fr) | Alliage d'aluminium | |
| EP3934908A1 (fr) | Bande en alliage d'aluminium pour la fabrication d'échangeurs de chaleur brasés | |
| EP3802897A1 (fr) | Toles minces en alliage d'aluminium-cuivre-lithium pour la fabrication de fuselages d'avion | |
| Kim | I. ALLOYING OF ALUMINUM | |
| FR2892424A1 (fr) | Produit en alliage d'aluminium al-cu-mg corroye et procede de fabrication d'un tel produit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |