CA2560672A1 - Element de structure pour construction aeronautique presentant une variation des proprietes d'emploi - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en alliage d'aluminium à durcissement structural, comprenant a) la mise en solution d'u n demi-produit laminé, filé ou forgé, suivie d'une trempe, b) éventuellement l a traction contrôlée avec un allongement permanent d'au moins 0,5%, c) le traitement de revenu, caractérisé en ce qu'au moins une étape dudit traiteme nt de revenu est effectuée dans un four linéaire à gradient thermique contrôlé comportant au moins deux zones ou groupes de zones Z1, Z2 avec des températures initiales T1, T2, dans lesquelles la variation de la températur e autour de la température de consigne de chacune des températures T1 et T2 ne dépasse pas ~ 5~C sur la longueur desdites zones ou groupes de zones, la différence entre les températures de consigne des températures initiales T1 et T2 étant supérieure ou 15 égale à 5 ~C , et lesdites zones ou groupes de zon es pouvant être séparées par une zone ou groupe de zones Z1,2 dit de transition à l'intérieur de laquelle ou duquel la température initiale varie de T1 à T2, et caractérisé en ce que la longueur parallèle à l'axe du four linéaire de chacune desdites au moins deux zones ou groupes de zones Z1 et Z2 est d'au moins un mètre.
Claims (27)
1. Procédé de fabrication d'une pièce en alliage d'aluminium à durcissement structural, comprenant:
a) la mise en solution d'un demi-produit laminé, filé ou forgé, suivie d'une trempe, b) éventuellement la traction contrôlée avec un allongement permanent d' au moins 0,5%, c) le traitement de revenu, caractérisé en ce qu'au moins une étape dudit traitement de revenu est effectuée dans un four à profil thermique contrôlé comportant au moins deux zones ou groupes de zones Z1, Z2 avec des températures initiales T1, T2, dans lesquelles la variation de la température autour de la température de consigne de chacune des températures T1 et T2 ne dépasse pas ~ 5°C sur la longueur desdites zones ou groupes de zones, la différence entre les températures de consigne des températures initiales T1 et T2 étant supérieure ou égale à 5°C, et lesdites zones ou groupes de zones pouvant être séparées par une zone ou un groupe de zones Z1,2 dit de transition à l'intérieur de laquelle ou duquel la température initiale varie de T1 à T2, et caractérisé en ce que la longueur parallèle à l'axe du four linéaire de chacune desdites au moins deux zones ou groupes de zones Z1 et Z2 est d'au moins un mètre.
a) la mise en solution d'un demi-produit laminé, filé ou forgé, suivie d'une trempe, b) éventuellement la traction contrôlée avec un allongement permanent d' au moins 0,5%, c) le traitement de revenu, caractérisé en ce qu'au moins une étape dudit traitement de revenu est effectuée dans un four à profil thermique contrôlé comportant au moins deux zones ou groupes de zones Z1, Z2 avec des températures initiales T1, T2, dans lesquelles la variation de la température autour de la température de consigne de chacune des températures T1 et T2 ne dépasse pas ~ 5°C sur la longueur desdites zones ou groupes de zones, la différence entre les températures de consigne des températures initiales T1 et T2 étant supérieure ou égale à 5°C, et lesdites zones ou groupes de zones pouvant être séparées par une zone ou un groupe de zones Z1,2 dit de transition à l'intérieur de laquelle ou duquel la température initiale varie de T1 à T2, et caractérisé en ce que la longueur parallèle à l'axe du four linéaire de chacune desdites au moins deux zones ou groupes de zones Z1 et Z2 est d'au moins un mètre.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la variation de la température autour de la température de consigne de chacune des températures T1 et T2 ne dépasse pas ~ 4°C, et préférentiellement ~ 3°C sur la longueur desdites au moins deux zones ou groupes de zones Z1 et Z2.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la différence entre les températures de consigne T1 et T2 est comprise entre 10°C et 80°C, et préférentiellement comprise entre 10°C et 50°C, et encore plus préférentiellement entre 20°C et 40°C.
4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel dans au moins une des zones ou un des groupes de zones Z1 ou Z2, la température varie en fonction du temps selon au moins deux paliers de température, ou selon une rampe de température sans palier.
5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit traitement de revenu dans un four à profil thermique contrôlé est suivi d'au moins une opération de mise en forme ou d'usinage et d'une étape de traitement de revenu dans un four homogène.
6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit traitement de revenu dans un four à profil thermique contrôlé est précédé d'une étape de traitement de revenu dans un four homogène.
7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la longueur de la pièce est d'au moins 5 mètres, préférentiellement d'au moins 7 mètres, plus préférentiellement d'au moins 15 mètres, et encore plus préférentiellement supérieure à
25 mètres.
25 mètres.
8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ladite pièce en alliage d'aluminium à durcissement structural est monolithique.
9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ladite pièce en alliage d'aluminium à durcissement structural est assemblée à partir d'au moins deux pièces en alliage d'aluminium à durcissement structural.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'assemblage est effectué
par rivetage, collage, soudage, soudage laser, soudage par friction ou soudage par faisceau d'électrons.
par rivetage, collage, soudage, soudage laser, soudage par friction ou soudage par faisceau d'électrons.
11. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel ledit traitement de revenu comprend une première étape homogène à une température comprise entre 115°C et 125°C pour une durée comprise entre 2 et 12 heures, une deuxième étape pendant laquelle une extrémité est traitée à une température comprise entre L
15°C et 125°C, alors que l'autre extrémité est traitée à une température comprise entre 150°C et 160°C, les deux pour une durée comprise entre 8 et 24 heures.
15°C et 125°C, alors que l'autre extrémité est traitée à une température comprise entre 150°C et 160°C, les deux pour une durée comprise entre 8 et 24 heures.
12. Elément de structure monolithique en alliage d'aluminium à durcissement structural ayant une longueur L plus grande que la largeur B et l'épaisseur E, notamment pour construction aéronautique, ledit élément de structure monolithique étant caractérisé en ce qu'au moins deux segments P1 et P2 situés sur une longueur différente dudit élément de structure possèdent des propriétés physiques et mécaniques (mesurées à mi-épaisseur) sélectionnées dans le groupe formé de:
a) P1 : K IC(L-T) > 38 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa, et encore plus préférentiellement > 600 MPa).
b) P1 : K IC(L-T) > 40 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa).
c) P1 : K IC(L-T) > 41 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa).
d) P1 : K IC(L-T) > 42 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 590 MPa.
e) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa et P1 : R m(TL) > 550 MPa.
f) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa et P2 : R p0,2(L) > 550 MPa, i) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P1 : R m(L) > 530 MPa, et P2 : R m(L) > 580 MPa.
j) P1 : K IC(L-T) > 40 MPa.sqroot.m et P1: R m(L) > 540 MPa, et P2 : R m(L) > 590 MPa.
k) P1 : K app(LXT)(CCT406) > 125 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 590 MPa.
a) P1 : K IC(L-T) > 38 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa, et encore plus préférentiellement > 600 MPa).
b) P1 : K IC(L-T) > 40 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa).
c) P1 : K IC(L-T) > 41 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa (et préférentiellement > 590 MPa).
d) P1 : K IC(L-T) > 42 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 590 MPa.
e) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa et P1 : R m(TL) > 550 MPa.
f) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 580 MPa et P2 : R p0,2(L) > 550 MPa, i) P1 : K IC(L-T) > 39 MPa.sqroot.m et P1 : R m(L) > 530 MPa, et P2 : R m(L) > 580 MPa.
j) P1 : K IC(L-T) > 40 MPa.sqroot.m et P1: R m(L) > 540 MPa, et P2 : R m(L) > 590 MPa.
k) P1 : K app(LXT)(CCT406) > 125 MPa.sqroot.m et P2 : R m(L) > 590 MPa.
13. Elément de structure selon la revendication 12, dans lequel A(L) > 9% (et préférentiellement > 10%) dans les segments P1 et P2.
14. Elément de structure selon la revendication 13, caractérisé en ce que A(L) > 9% en dehors des segments P1 et P2.
15. Elément de structure selon la revendication 12, dans lequel la longueur F
P1 et F P2 (exprimée en pourcent de la longueur L) desdites segments P1 et P2 est telle que F P1 > 25% et F P2 > 25% et préférentiellement F P1 > 30% et F P2 > 30%.
P1 et F P2 (exprimée en pourcent de la longueur L) desdites segments P1 et P2 est telle que F P1 > 25% et F P2 > 25% et préférentiellement F P1 > 30% et F P2 > 30%.
16. Elément de structure selon la revendication 15, dans lequel F P1 > 35% et F P2 > 30%.
17. Élément de structure selon la revendication 16, dans lequel F P1 > 40% et F P2 > 30%.
18. Élément de structure selon une des revendications 12 à 17, dans lequel ledit alliage comprend entre 6 et 15% de zinc, entre 1 et 3% de cuivre et entre 1,5 et 3,5% de magnésium.
19. Élément de structure selon la revendication 18, dans lequel la teneur en zinc est supérieure à7%.
20. Élément de structure selon la revendication 18, dans lequel la teneur en zinc est comprise entre 8 et 13%, et préférentiellement entre 8,5 et 11 %.
21. Élément de structure selon la revendication 20, dans lequel la teneur en cuivre est comprise entre 1,3 et 2,1 %.
22. Elément de structure selon la revendication 21, dans lequel la teneur en magnésium est comprise entre 1,8 % et 2,7%.
23. Elément de structure selon une quelconque des revendications 12 à 22, caractérisé
en ce que sa longueur L est d'au moins 7 mètres, préférentiellement d'au moins mètres, et encore plus préférentiellement d'au moins 25 mètres.
en ce que sa longueur L est d'au moins 7 mètres, préférentiellement d'au moins mètres, et encore plus préférentiellement d'au moins 25 mètres.
24. Elément de structure monolithique en alliage d'aluminium à durcissement structural ayant une longueur L plus grande que la largeur B et l'épaisseur E, notamment pour construction aéronautique, ledit élément de structure monolithique étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un alliage de type Al-Cu et en ce qu'il présente au moins deux segments P1 et P2 situés sur une longueur différente dudit élément de structure, dont l'un se trouve dans un état T8 et l'autre dans un état sous-revenu.
25. Elément de structure monolithique en alliage d'aluminium à durcissement structural ayant une longueur L plus grande que la largeur B et l'épaisseur E, notamment pour construction aéronautique, ledit élément de structure monolithique étant caractérisé en ce qu'ils possède deux segments P1 et P2 dans lesquels a) R 0.2, mesuré dans le sens L ou dans le sens LT, présente un écart R
p0.2(P2)-R p0.2(p1) d'au moins 50 MPa et préférentiellement au moins > 75 MPa, et / ou b) R p0.2, mesuré dans le sens TC, présente un écart R p0.2(P2) - R p0.2(P1) d'au moins 30 MPa et préférentiellement d'au moins 50 MPa, et / ou c) K IC, mesuré dans le sens L-T, présente un écart K IC(P1) - K IC(P2) d'au moins 5 MPa.sqroot.m et préférentiellement d'au moins 7 MPa.sqroot.m, et / ou d) K app, mesuré dans le sens L-T, présente un écart K app(P1)- K app(P2) d'au moins 10 MPa.sqroot.m et préférentiellement d'au moins 15 MPa.sqroot.m.
p0.2(P2)-R p0.2(p1) d'au moins 50 MPa et préférentiellement au moins > 75 MPa, et / ou b) R p0.2, mesuré dans le sens TC, présente un écart R p0.2(P2) - R p0.2(P1) d'au moins 30 MPa et préférentiellement d'au moins 50 MPa, et / ou c) K IC, mesuré dans le sens L-T, présente un écart K IC(P1) - K IC(P2) d'au moins 5 MPa.sqroot.m et préférentiellement d'au moins 7 MPa.sqroot.m, et / ou d) K app, mesuré dans le sens L-T, présente un écart K app(P1)- K app(P2) d'au moins 10 MPa.sqroot.m et préférentiellement d'au moins 15 MPa.sqroot.m.
26. Utilisation d'un élément de structure selon une quelconque des revendications 12 à 25 pour la fabrication d'un panneau de voilure d'avion, raidisseurs de voilure, longerons de voilure, lisses de fuselage, panneaux de fuselage ou panneaux de jonction.
27. Avion comprenant au moins une aile fabriquée à partir d'un élément de structure selon une quelconque des revendications 12 à 25, caractérisé en ce que le segment P1 se situe proche du fuselage, et le segment P2 proche de l'extrémité
géométrique de l'aile.
géométrique de l'aile.
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| EEER | Examination request | ||
| MKLA | Lapsed |
Effective date: 20210322 |