EP0008996A1 - Process for heat-treating aluminium-copper-magnesium-silicon alloys - Google Patents
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- 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
- C22F1/057—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 copper as the next major constituent
Definitions
- the present invention relates to a process for heat treatment of wrought products of aluminum alloys of the 2000 series (aluminum - copper - magnesium - silicon) intended to improve their resistance to intercrystalline corrosion and to corrosion under stress.
- the process applies to all wrought aluminum alloy products having in particular contents of 3.5% to 5% in copper, 0.2% to 1.0% in magnesium and 0.25 % to 1.2% in silicon, such that the ratio of the Si / Mg content by weight is greater than 0.8.
- These alloys can also contain contents by weight less than or equal to 1% manganese, 0.5% chromium and 0.3% zirconium.
- the most characteristic aluminum alloy in this field of compositions is the alloy known as 2014 according to the designations of the Aluminum Association.
- This alloy and its variants, 2X14 (2214 etc 7), which differ from 2014 by lower iron contents, are widely used in the aeronautical industry.
- the current practice of heat treatment of these alloys includes dissolving at a temperature generally below 510 ° C, as rapid quenching as possible, maturing for several days at room temperature (state T4) and simple tempering at a temperature generally between 150 ° C and 190 ° C for an isothermal holding time between 4 hours and 48 hours (state T6).
- This range of heat treatment is notably that of stamped products.
- the known practice of heat treatment of rolled, forged or extruded products also includes work hardening by plastic deformation of 1 to 5% of the raw quenching products before maturation and tempering, intended to stress the quenched products. This work hardening can be obtained by controlled traction or leveling of long products (states T351 after maturation or T651 after isothermal tempering) and by compression of forged products (states T352 or T 652).
- the resistance to intercrystalline corrosion is evaluated after immersion for a period of 6 hours in Nacl-H 2 O 2 reagent according to the French aeronautical standard AIR 9050 C.
- Corrosion resistance under tension is evaluated in the short-cross direction after alternating immersion-emersion test in aeronautical reagent A3 according to the AIR 9050 ° C standard. It is characterized by
- the 2014 alloy has in the T6 (or T651) state a non-breaking stress in the short-cross direction of less than 100 MPa in 30 days of testing, and even in the absence of a constraint applied, is very sensitive to intercrystalline corrosion after the NaCl- H 2 0 2 test .
- the main tempering may possibly be preceded by preheating of a duration less than or equal to 24 hours at a temperature less than or equal to 160 ° C.
- the product After the main tempering, the product must be cooled, either to room temperature or to the temperature of the supplementary tempering. It can then undergo work hardening by plastic deformation of 1 to 5% intended for its stress relieving, if this operation has not already been carried out between the quenching and the main tempering.
- the temperature of the additional income will preferably be at least 70 ° C lower than the main income.
- the work hardening can be carried out at an intermediate temperature: between that of the principal income and the ambient temperature,
- An advantage of the present invention is the good reproducibility of the conditions of the main income, obtained by simple control of the temperature development, in the coldest part, of a control room.
- the main income may not include an isothermal bearing, at a temperature above 225 ° C. It can therefore be produced on products of all thicknesses and by means of the most diverse techniques allowing a sufficiently rapid rise in temperature, for example, a ventilated oven, passage oven, high frequency oven, oil, salt or of molten metal, or by Joule effect, depending on the nature of the products to be treated.
- the method according to the invention applies to the thermal treatment of rolled, forged, stamped, extruded or other products, whatever the homogenization or solution treatment carried out before quenching and whatever the method of stress relieving by work hardening after quenching.
- the alloy, before working has been homogenized at a temperature between the starting melting temperature of the metastable eutectics and the temperature of the equilibrium solidus of the alloy, as described in French patent no. 2,278,785.
- the combination of such homogenization and of an income according to the invention gives the alloy, without the need to modify its composition, a set of improved characteristics since the elastic limit Rp 0.2 is at least equal to 95% of that obtained on an alloy of the same composition having undergone the same work hardening and the treatment of tempering T6 or T651 with an elongation (A%) greater than that of the current state T6.
- the 2014 alloy products with modified composition have, after special homogenization and tempering according to the invention, mechanical tensile characteristics (Rm and Rp 0.2) superior to those of the classic 2014 alloy treated in the state T6 (or T651 or T 652) without reduction in elongation or toughness with, in addition, a very superior corrosion resistance: the non-breaking stress is greater than 75 of the elastic limit Rp 0.2 and the alloy treated according to the invention is not sensitive to intercrystalline corrosion according to the AIR 9050 standard vs.
- the main income was carried out in a nitrites-nitrates salt bath.
- Table I indicates the duration of keeping the part at temperature above 225 ° C. and the maximum temperature reached by the product.
- the products were cooled with water after main tempering, and the complementary tempering (R.C.) was carried out in a ventilated stationary oven.
- Table 1 gives the mechanical tensile characteristics in the cross-long and cross-short direction, the stress ⁇ NR 30 of non-rupture in corrosion under tension in the cross-short direction (constraints imposed 100, 200 and 300 MPa) standard AIR 9050 C, and the resistance to intercrystalline corrosion according to the AIR 9050 C standard.
- This example shows the very significant improvement in the resistance to stress and intercrystalline corrosion of the products, obtained at the cost of a reduction in the mechanical tensile characteristics of less than 10% compared to the T651 state.
- Table II below gives the Vickers hardness (under load 3 kg) and the sensitivity to intercrystalline corrosion (NaCl-H 2 O 2 test ) on the surface of sheets.
- Table III gives the mechanical tensile characteristics and the stress ⁇ NR 30 of non-rupture in 30 days of corrosion test under tension in reagent A3 (constraints imposed 100, 200, 300 MPa) in the cross direction. short.
- the table shows that the conditions of main income and of additional income according to the invention make it possible to obtain good resistance to corrosion under tension with mechanical tensile characteristics (Rp 0.2 in particular) at least equal to 90% of those of the current T6 state.
Abstract
Procédé de traitement thermique de produits corroyés en alliage d'aluminium de la série 2000 contenant de 3,5 à 5 % de cuivre, de 0,2 à 1 % de magnésium, de 0,25 à 1,2 % de silicium, avec (Si/Mg) > 0,8 comportant une mise en solution, une trempe, une maturation et un revenu. Le revenu comporte au moins deux étapes: 1) un revenu principal à une température supérieure à 225°C et inférieure à 280°C d'une durée comprise entre 6 s et 60 mn, 2) un revenu complémentaire à une température comprise entre 120°C et 175°C d'une durée comprise entre 4 et 192 heures. Ce procédé permet d'améliorer le compromis entre caractéristiques mécaniques de traction et résistance à la corrosion intercristalline et sous-tension.Process for the heat treatment of wrought aluminum alloy products of the 2000 series containing from 3.5 to 5% of copper, from 0.2 to 1% of magnesium, from 0.25 to 1.2% of silicon, with (Si / Mg)> 0.8 comprising dissolution, quenching, maturation and tempering. The income comprises at least two stages: 1) a main income at a temperature above 225 ° C and below 280 ° C with a duration between 6 s and 60 min, 2) an additional income at a temperature between 120 ° C and 175 ° C lasting between 4 and 192 hours. This process improves the compromise between mechanical tensile properties and resistance to intercrystalline corrosion and undervoltage.
Description
La présente invention est relative à un procédé de traitement thermique de produits corroyés en alliages d'aluminium de la série 2000 (aluminium - cuivre - magnésium - silicium) destiné à améliorer leur résistance à la corrosion intercristalline et à la corrosion sous tension.The present invention relates to a process for heat treatment of wrought products of aluminum alloys of the 2000 series (aluminum - copper - magnesium - silicon) intended to improve their resistance to intercrystalline corrosion and to corrosion under stress.
Le procédé s'applique à tous les produits corroyés en alliage à base d'aluminium ayant notamment des teneurs pondérales de 3,5 % à 5 % en cuivre, de 0,2 % à 1,0 % en magnésium et de 0,25 % à 1,2 % en silicium, telles que le rapport des teneurs pondérales Si/Mg soit supérieur à 0,8. Ces alliages peuvent contenir également des teneurs pondérales inférieures ou égales à 1 % en manganèse, à 0,5 % en chrome et à 0,3 % en zirconium.The process applies to all wrought aluminum alloy products having in particular contents of 3.5% to 5% in copper, 0.2% to 1.0% in magnesium and 0.25 % to 1.2% in silicon, such that the ratio of the Si / Mg content by weight is greater than 0.8. These alloys can also contain contents by weight less than or equal to 1% manganese, 0.5% chromium and 0.3% zirconium.
L'alliage d'aluminium le plus caractéristique de ce domaine de compositions est l'alliage dénommé 2014 selon les désignations de l'Aluminium Association. Cet alliage et ses variantes, 2X14 (2214 etc...), qui se différencient du 2014 par des teneurs en fer plus réduites, sont très utilisés dans l'industrie aéronautique.The most characteristic aluminum alloy in this field of compositions is the alloy known as 2014 according to the designations of the Aluminum Association. This alloy and its variants, 2X14 (2214 etc ...), which differ from 2014 by lower iron contents, are widely used in the aeronautical industry.
La pratique actuelle du traitement thermique de ces alliages comprend une mise en solution à une température généralement inférieure à 510°C, une trempe la plus rapide possible, une maturation de plusieurs jours à température ambiante (état T4) et un revenu simple à une température généralement comprise entre 150°C et 190°C pendant une durée de maintien isotherme comprise entre 4 heures et 48 heures (état T6). Cette gamme de traitement thermique est notamment celle des produits matricés. La pratique connue du traitement thermique des produits laminés, forgés ou filés comporte en outre un écrouissage par déformation plastique de 1 à 5 % des produits bruts de trempe avant maturation et revenu, destiné à détensionner les produits trempés. Cet écrouissage peut être obtenu par traction contrôlée ou planage des produits longs (états T351 après maturation ou T651 après revenu isotherme) et par compression des produits forgés (états T352 ou T 652).The current practice of heat treatment of these alloys includes dissolving at a temperature generally below 510 ° C, as rapid quenching as possible, maturing for several days at room temperature (state T4) and simple tempering at a temperature generally between 150 ° C and 190 ° C for an isothermal holding time between 4 hours and 48 hours (state T6). This range of heat treatment is notably that of stamped products. The known practice of heat treatment of rolled, forged or extruded products also includes work hardening by plastic deformation of 1 to 5% of the raw quenching products before maturation and tempering, intended to stress the quenched products. This work hardening can be obtained by controlled traction or leveling of long products (states T351 after maturation or T651 after isothermal tempering) and by compression of forged products (states T352 or T 652).
A l'état actuel T6 ou T651, les produits ont des caractéristiques mécaniques de traction (charge de rupture Rp et limite élastique à 0,2 % de déformation rémanente Rp 0,2) très élevées, mais leur résistance à la corrosion intercristalline et à la corrosion sous tension dans le sens travers-court est mauvaise.In the current state T6 or T651, the products have mechanical tensile characteristics (breaking load Rp and elastic limit at 0.2% of remanent deformation Rp 0.2) very high, but their resistance to intercrystalline corrosion and to corrosion under tension in the cross-short direction is poor.
La résistance à la corrosion intercristalline est évaluée après immersion de durée 6 heures en réactif Nacl-H2O2 selon la norme aéronautique française AIR 9050 C.The resistance to intercrystalline corrosion is evaluated after immersion for a period of 6 hours in Nacl-H 2 O 2 reagent according to the French aeronautical standard AIR 9050 C.
La résistance à la corrosion sous tension est évaluée dans le sens travers-court après essai d'immersion-émersion alternée en réactif aéronautique A3 selon la norme AIR 9050°C. Elle est caractérisée parCorrosion resistance under tension is evaluated in the short-cross direction after alternating immersion-emersion test in aeronautical reagent A3 according to the AIR 9050 ° C standard. It is characterized by
la contrainte de non-rupture en 30 jours d'essais (σ NR 30), souvent donnée en pourcentage de la limite élastique Rp 0,2 dans le sens travers-court.the non-breaking stress in 30 days of testing (σ NR 30), often given as a percentage of the elastic limit Rp 0.2 in the short-cross direction.
Dans ces conditions, l'alliage 2014 possède à l'état T6 (ou T651) une contrainte de non-rupture en sens travers-court inférieure à 100 MPa en 30 jours d'essais, et même en l'absence d'une contrainte appliquée, est très sensible à la corrosion intercristalline après le test NaCl- H 2 02. Under these conditions, the 2014 alloy has in the T6 (or T651) state a non-breaking stress in the short-cross direction of less than 100 MPa in 30 days of testing, and even in the absence of a constraint applied, is very sensitive to intercrystalline corrosion after the NaCl- H 2 0 2 test .
La demanderesse a découvert qu'il était possible d'améliorer de manière significative le compromis entre les caractéristiques mécaniques et la résistance à la corrosion des alliages objets d2 l'invention après traitement, sans modifier les compositions telles qu'elles sont définies industriellement et dans des conditions économiques satisfaisantes, en particulier, en ce qui concerne la durée du traitement ther- mique.We have discovered that it is possible to improve so significantly compromise between the mechanical properties and corrosion resistance alloys objects of the invention 2 after treatment, without changing the compositions as they are defined and industrially under satisfactory economic conditions, in particular regarding the duration of treatment ther- mid q ue.
Le traitement thermique selon l'invention comporte une mise en solution, une trempe, éventuellement un écrouissage par déformation plastique de 1 à 5 % après trempe, destiné à détensionner les produits trempés (par exemple par planage, traction ou compression contrôlés) une maturation à température ambiante de durée indéterminée et un revenu final comportant au moins deux étapes :
- 1) un revenu principal à une température supérieure à 225°C et inférieure à 280°C, d'une durée comprise entre 6 secondes et 1 heure, la température étant la température maximale atteinte par la partie la plus froide du produit à traiter et la durée du revenu étant comptée entre le moment où la température ainsi définie dépasse 225°C dans le sens ascendant et le moment où elle atteint 225°C dans le sens descendant.
La durée de maintien au-dessus de 225°C est d'autant plus courte que la température atteinte est plus élevée. - 2) un revenu complémentaire à une température comprise entre 120°C et 175°C d'une durée comprise entre 4 heures et 8 jours.
- 1) main tempering at a temperature above 225 ° C and below 280 ° C, lasting between 6 seconds and 1 hour, the temperature being the maximum temperature reached by the coldest part of the product to be treated and the duration of the income being counted between the time when the temperature thus defined exceeds 225 ° C in the upward direction and the time when it reaches 225 ° C in the downward direction.
The holding time above 225 ° C is even shorter that the temperature reached is higher. - 2) additional income at a temperature between 120 ° C and 175 ° C lasting between 4 hours and 8 days.
Le revenu principal peut éventuellement être précédé d'un préchauffage d'une durée inférieure ou égale à 24 heures à une température inférieure ou égale à 160°C.The main tempering may possibly be preceded by preheating of a duration less than or equal to 24 hours at a temperature less than or equal to 160 ° C.
Les températures et durées du revenu principal, telles que définies ci- dessus, sont situées de préférence, dans un diagramme de coordonnées température-temps, à l'intérieur d'un quadrilatère ayant pour sommets les points suivants :
- a) dans le cas où le produit a subi un écrouissage après trempe et avant revenu :
- b) dans le cas où le produit n'a pas subi d'écrouissage :Pour le revenu principal, la vitesse de montée en température et la vitesse de refroidissement du produit à traiter doivent être suffisamment rapides. En particulier, entre 175°C et 225°C, elles doivent être supérieures en moyenne à 1°C/mn.
- a) in the case where the product underwent work hardening after quenching and before tempering:
- b) in the case where the product has not undergone work hardening: For the main tempering, the rate of temperature rise and the rate of cooling of the product to be treated must be fast enough. In particular, between 175 ° C and 225 ° C, they must be higher on average than 1 ° C / min.
Après le revenu principal, le produit doit être refroidi, soit jusqu'à la température ambiante, soit à la température du revenu complémentaire. Il peut alors subir un écrouissage par déformation plastique de 1 à 5 % destiné à son détensionnement, si cette opération n'a pas déjà été effectuée entre la trempe et le revenu principal.After the main tempering, the product must be cooled, either to room temperature or to the temperature of the supplementary tempering. It can then undergo work hardening by plastic deformation of 1 to 5% intended for its stress relieving, if this operation has not already been carried out between the quenching and the main tempering.
Les températures et durées du revenu complémentaire sont situées, de préférence, dans un diagramme de coordonnées température-temps à l'intérieur d'un quadrilatère dont les sommets sont les suivants :
- a) dans le cas où le produit a subi un écrouissage après trempe et avant le revenu complémentaire :
- b) dans le cas où le produit n'a pas subi d'écrouissage avant le revenu complémentaire :
- a) in the case where the product underwent work hardening after quenching and before the additional income:
- b) in the case where the product has not undergone hardening before the additional income:
Si l'écrouissage a lieu entre le revenu principal et le revenu complémentaire, la température du revenu complémentaire sera, de préférence, inférieure de 70°C au moins à celle du revenu principal. Dans ce cas, l'écrouissage peut être effectué à une température intermédiaire: entre celle du revenu principal et la température ambiante,If the hardening takes place between the main income and the additional income, the temperature of the additional income will preferably be at least 70 ° C lower than the main income. In this case, the work hardening can be carried out at an intermediate temperature: between that of the principal income and the ambient temperature,
Les conditions du traitement thermique selon l'invention sont illustrées aux figures annexées qui représentent respectivement, en coordonnées semi-logarithmiques température-temps :
- - figure 1 : les domaines ABCD (produits écrouis) et EFGH (produits non écronis) du revenu principal ;
- - figure 2 : les domaines IJKL (produits écrouis) et MNOP (produits non écrouis) du revenu complémentaire.
- - Figure 1: the ABCD (hardened products) and EFGH (unshelled products) areas of the main income;
- - Figure 2: the IJKL (hardened products) and MNOP (unhardened products) areas of additional income.
Un avantage de la présente invention est la bonne reproductibilité des conditions du revenu principal, obtenue par simple contrôle de l'évolution de la température, dans la partie la plus froide, d'une pièce témoin. De plus, le revenu principal peut ne pas comporter de palier isotherme, à une température supérieure à 225°C. Il peut donc être réalisé sur des produits de toutes épaisseurs et au moyen de techniques les plus diverses permettant une montée en température suffisamment rapide, par exemple, un four ventilé, four à passage, four haute fréquence, bain d'huile, de sel ou de métal fondu, ou par effet Joule, selon la nature des produits à traiter.An advantage of the present invention is the good reproducibility of the conditions of the main income, obtained by simple control of the temperature development, in the coldest part, of a control room. In addition, the main income may not include an isothermal bearing, at a temperature above 225 ° C. It can therefore be produced on products of all thicknesses and by means of the most diverse techniques allowing a sufficiently rapid rise in temperature, for example, a ventilated oven, passage oven, high frequency oven, oil, salt or of molten metal, or by Joule effect, depending on the nature of the products to be treated.
La connaissance à chaque instant de la température de la partie la plus froide de la pièce, notamment quand celle-ci dépasse 225°C, permet d'interrompre le revenu principal de façon que la durée de maintien de la pièce à température supérieure à 225°C soit à l'intérieur du domaine de durées correspondant à la température maximale atteinte, domaine délimité par la figure 1.Knowing at all times the temperature of the coldest part of the room, especially when it exceeds 225 ° C, allows the main income to be interrupted so that the duration of keeping the room at temperature above 225 ° C or inside the duration range corresponding to the maximum temperature reached, range delimited by Figure 1.
Les produits traités selon l'invention présentent :
- - des caractéristiques mécaniques de traction (charge de rupture Rm et limite élastique à 0,2 % d'allongement rémanent Rp 0,2) au moins égales à 90 % de celles obtenues à l'état actuel T6, T651 ou T652 selon la nature des produits, sans diminution de ductilité,
- - une résistance à la corrosion intergranulaire évaluée par le test NaCl-H2O2 (norme AIR 9050 C) très supérieure à celle des états T 6 (T651 - T652),
- - une résistance à la corrosion sous tension très supérieure à celle des produits traités à l'état actuel T6 (ou T651, T652) puisque leur contrainte de non-ruplure dans le sens travers-court est supérieure à 70 % de la limite
élastique Rp 0,2 en 30 jours d'essais immersion- émersion alternée en réactif A3 selon la norme AIR 9050 C.
- - mechanical tensile characteristics (breaking load Rm and elastic limit at 0.2% remanent elongation Rp 0.2) at least equal to 90% of those obtained in the current state T6, T651 or T652 depending on the nature products, without reduction in ductility,
- - a resistance to intergranular corrosion evaluated by the NaCl-H 2 O 2 test (AIR 9050 C standard) much higher than that of the
T 6 states (T651 - T652), - - a resistance to corrosion under tension much higher than that of products treated in the current state T6 (or T651, T652) since their non-rupture stress in the cross-short direction is greater than 70% of the elastic limit Rp 0.2 in 30 days of alternating immersion-emersion tests in reagent A3 according to the AIR 9050 C standard.
Le procédé selon l'invention s'applique au traitement thermique de produits laminés, forgés, matricés, filés ou autres, quel que soit le traitement d'homogénéisation ou de mise en solution pratiqué avant la trempe et quel que soit le mode de détensionnement par écrouissage après trempe. Toutefois, il est particulièrement avantageux que l'alliage, avant corroyage, ait été homogénéisé à une température comprise entre la température de fusion commençante des eutectiques métastables et la température du solidus d'équilibre de l'alliage, comme décrit au brevet français n° 2.278.785.The method according to the invention applies to the thermal treatment of rolled, forged, stamped, extruded or other products, whatever the homogenization or solution treatment carried out before quenching and whatever the method of stress relieving by work hardening after quenching. However, it is particularly advantageous that the alloy, before working, has been homogenized at a temperature between the starting melting temperature of the metastable eutectics and the temperature of the equilibrium solidus of the alloy, as described in French patent no. 2,278,785.
La combinaison d'une telle homogénéisation et d'un revenu selon l'invention confère à l'alliage, sans qu'il soit besoin de modifier sa composition, un ensemble de caractéristiques améliorées puisque la limite élastique Rp 0,2 est au moins égale à 95 % de celle obtenue sur un alliage de même composition ayant subi le même écrouissage et le traitement de revenu T6 ou T651 avec un allongement (A %) supérieur à celui de l'état actuel T6.The combination of such homogenization and of an income according to the invention gives the alloy, without the need to modify its composition, a set of improved characteristics since the elastic limit Rp 0.2 is at least equal to 95% of that obtained on an alloy of the same composition having undergone the same work hardening and the treatment of tempering T6 or T651 with an elongation (A%) greater than that of the current state T6.
Dans le cas particulier de l'alliage 2014 ou 2214, la demanderesse a trouvé que la modification de l'alliage par augmentation de la teneur en Cu et/ou Mg et/ou Si jusqu'à leur limite de solubilité dans l'aluminium à la température d'homogénéisation (selon le certificat d'addition n°2.293.497 au brevet français n°2.278.785), associée à une homogénéisation effectuée à une température comprise entre la température de fusion commençante des eutectiques métastables et la température du solidus d'équilibre de l'alliage (comme décrit au brevet français n°2.278.785) et à un traitement de revenu selon l'invention permet d'atteindre un compromis caractéristiques mécaniques de traction-résistance à la corrosion sous tension tout à fait exceptionnel pour les alliages de la série 2000 et impossible à atteindre par d'autres moyens en l'état actuel de la technique. En effet, les produits en alliage 2014 à composition modifiée ont, après homogénéisation spéciale et revenu selon l'invention, des caractéristiques mécaniques de traction (Rm et Rp 0,2) supérieures à celles de l'alliage 2014 classique traité à l'état T6 (ou T651 ou T 652) sans diminution de l'allongement ni de la ténacité avec, en outre, une résistance à la corrosion très supérieure : la contrainte de non-rupture est supérieure à 75 de la limite élastique Rp 0,2 et l'alliage traité selon l'invention n'est pas sensible à la corrosion intercristalline d'après la norme AIR 9050 C.In the particular case of alloy 2014 or 2214, the Applicant has found that the modification of the alloy by increasing the content of Cu and / or Mg and / or Si up to their limit of solubility in aluminum at the temperature of homogenization (according to the certificate of addition n ° 2.293.497 to the French patent n ° 2.278.785), associated with a homogenization carried out at a temperature between the starting melting temperature of metastable eutectics and the temperature of solidus balance of the alloy (as described in French Patent No. 2,278,785) and a tempering treatment according to the invention makes it possible to achieve a compromise in mechanical characteristics of traction-resistance to corrosion under tension quite exceptional for alloys of the 2000 series and impossible to reach by other means in the current state of the art. Indeed, the 2014 alloy products with modified composition have, after special homogenization and tempering according to the invention, mechanical tensile characteristics (Rm and Rp 0.2) superior to those of the classic 2014 alloy treated in the state T6 (or T651 or T 652) without reduction in elongation or toughness with, in addition, a very superior corrosion resistance: the non-breaking stress is greater than 75 of the elastic limit Rp 0.2 and the alloy treated according to the invention is not sensitive to intercrystalline corrosion according to the AIR 9050 standard vs.
Ces avantages sont illustrés par les exemples de réalisation suivants, donnés à titre indicatif et non limitatif :These advantages are illustrated by the following exemplary embodiments, given by way of non-limiting example:
Des tôles d'épaisseur 60 mm en alliage 2214, de composition classique (Cu = 4,4 - Mg = 0,4 - Mn = 0,6 - Si = 0,8) ont subi, après homogénéisation classique, une mise en solution classique à 505°C suivie d'une trempe à l'eau froide, d'une traction contrôlée de 2,2 %, d'une maturation de durée 2 mois à température ambiante, et des traitements de revenu classique T651 ou selon l'invention, contrôlés par un thermocouple placé à coeur.Sheets 60 mm thick in alloy 2214, of conventional composition (Cu = 4.4 - Mg = 0.4 - Mn = 0.6 - Si = 0.8) underwent, after conventional homogenization, dissolution conventional at 505 ° C. followed by quenching in cold water, a controlled traction of 2.2%, a maturation of
Le revenu principal (R.P.) a été effectué en bain de sel nitrites-nitrates.The main income (R.P.) was carried out in a nitrites-nitrates salt bath.
Le tableau I ci-dessous indique la durée de maintien de la pièce à température supérieure à 225°C et la température maximale atteinte par le produit. Les produits ont été refroidis à l'eau après revenu principal, et le revenu complémentaire (R.C.) a été effectué en four fixe ventilé. Le tableau 1 donne les caractéristiques mécaniques de traction dans le sens travers-long et travers-court, la contrainte σ NR 30 de non-rupture en corrosion sous tension dans le sens travers-court (contraintes imposées 100, 200 et 300 MPa) norme AIR 9050 C, et la résistance à la corrosion intercristalline selon la norme AIR 9050 C.Table I below indicates the duration of keeping the part at temperature above 225 ° C. and the maximum temperature reached by the product. The products were cooled with water after main tempering, and the complementary tempering (R.C.) was carried out in a ventilated stationary oven. Table 1 gives the mechanical tensile characteristics in the cross-long and cross-short direction, the stress σ NR 30 of non-rupture in corrosion under tension in the cross-short direction (constraints imposed 100, 200 and 300 MPa) standard AIR 9050 C, and the resistance to intercrystalline corrosion according to the AIR 9050 C standard.
Toutes ces caractéristiques ont été mesurées à mi-épaisseur des tôles.All these characteristics were measured at mid-thickness of the sheets.
Cet exemple montre l'amélioration très importante de la résistance à la corrosion sous tension et intercristalline des produits, obtenue au prix d'une diminution des caractéristiques mécaniques de traction inférieure à 10 % par rapport à l'état T651.
Des tôles échantillons d'épaisseur 2,5 mm en alliage 2014 ont subi le traitement thermique suivant :
- - mise en solution 505°C - 4 h
- -
trempe eau 20°C suivie d'une traction contrôlée de 2 % - -
maturation 5 jours - - revenu classique T6 en four fixe ventilé ou revenu principal selon l'invention en four à bain de sel (montée en température instantanée)
- - refroidissement air
- - revenu complémentaire selon l'invention en four fixe ventilé.
- - solution treatment 505 ° C - 4 h
- - water tempering 20 ° C followed by a controlled traction of 2%
- - maturing 5 days
- - classic T6 tempering in a ventilated fixed oven or main tempering according to the invention in a salt bath oven (instantaneous temperature rise)
- - air cooling
- - additional income according to the invention in a ventilated stationary oven.
Le tableau II ci-dessous donne la dureté Vickers (sous charge 3 kg) et la sensibilité à la corrosion intercristalline (test NaCl-H2O2) en surface de tôles.
Cet exemple montre que seuls les traitements de revenu principal et de revenu complémentaire effectués dans les domaines de durées et de température (supérieures à 225°C) revendiqués par l'invention, permettent l'alliage 2014 de la corrosion intercristalline avec une faible diminution de la dureté.This example shows that only the main income and additional income treatments carried out in the fields of duration and temperature (above 225 ° C.) claimed by the invention, allow the 2014 alloy of intercrystalline corrosion with a slight decrease in hardness.
Des tôles d'épaisseur 60 mm en alliage 2214 à composition modifiée selon le certificat d'addition n° 2.293.497 au brevet français n°2.278.785 (Cu = 4,5 - Mg = 0,6 - Si = 0,8 - Mn = 0,6 - Fe = 0,2) ont subi :
- - une homogénéisation comme décrit au brevet français n°2.278.785 avant laminage,
- - une trempe à l'eau froide suivie d'une
2,5 %, d'une maturation de 1 mois à température ambiante,traction contrôlée de - - un revenu classique T651 en four fixe ventilé ou un revenu selon l'invention comportant un revenu principal en four à bain de sel nitrites-nitrates suivi d'un refroidissement à l'eau et d'un revenu complémentaire en four fixe ventilé. Le revenu principal a été précédé d'un préchauffage à 154°C (montée 8 heures -
maintien 4 h) pour les tôles repérées A et C.
- - homogenization as described in French Patent No. 2,278,785 before rolling,
- - quenching in cold water followed by controlled traction of 2.5%, maturing for 1 month at room temperature,
- a conventional income T651 in a ventilated stationary oven or an income according to the invention comprising a main income in an oven with a nitrites-nitrates salt followed by cooling with water and an additional income in a ventilated stationary oven. The main tempering was preceded by preheating to 154 ° C (rise 8 hours -
hold 4 h) for the sheets marked A and C.
Le tableau III ci-dessous donne les caractéristiques mécaniques de traction et la contrainte σ NR 30 de non-rupture en 30 jours d'essai de corrosion sous tension en réactif A3 (contraintes imposées 100, 200, 300 MPa) dans le sens travers-court.
Cet exemple montre que la combinaison du traitement de revenu selon l'invention avec la modification de composition précitée et l'homogénéisation selon le brevet français n°2.278.785, permet d'obtenir un compromis caractéristiques mécaniques de traction-résistance à la corrosion sous tension, tout à fait exceptionnel pour cet alliage.This example shows that the combination of the income treatment according to the invention with the aforementioned modification of composition and the homogenization according to French Patent No. 2,278,785, makes it possible to obtain a compromise between mechanical characteristics of traction and resistance to corrosion under tension, quite exceptional for this alloy.
Des ébauches forgées en alliage 2014, de dimensions 90 x 210 x 500 mm ont subi les opérations suivantes :
- - mise en solution 505°C - 12 h
- - trempe à l'eau à 65°C
- -
maturation 3 jours - - revenu classique T6 (20 h - 160°C) en four fixe ventilé ou revenu selon l'invention en bain de sel nitrites-nitrates pour le revenu principal et en four fixe ventilé pour le revenu complémentaire. Le tableau IV donne la durée de maintien des ébauches à température supérieure à 225°C et la température maximale atteinte par les ébauches, mesurée par un thermocouple à mi-épaisseur.
- - solution treatment 505 ° C - 12 h
- - water quenching at 65 ° C
- -
maturation 3 days - - classic T6 tempering (20 h - 160 ° C) in a ventilated fixed oven or tempering according to the invention in a nitrites-nitrates salt bath for the main tempering and in a ventilated fixed oven for the supplementary tempering. Table IV gives the duration of keeping the blanks at temperature above 225 ° C. and the maximum temperature reached by the blanks, measured by a mid-thickness thermocouple.
On donne :
- - les caractéristiques mécaniques de traction a mi-épaisseur dans le sens des fibres (sens long) et perpendiculairement aux fibres (sens travers-court),
- - la contrainte σ NR 30 de non-rupture en corrosion sous tension à mi-épaisseur dans le sens travers-court en 30 jours d'essais d'immersion-émersion alternée (selon norme AIR 9050 C).
- - the mechanical traction characteristics at mid-thickness in the direction of the fibers (long direction) and perpendicular to the fibers (cross-short direction),
- - the stress σ NR 30 of non-rupture in tension corrosion at mid-thickness in the cross-short direction in 30 days of alternate immersion-emersion tests (according to AIR 9050 C standard).
Le tableau montre que les conditions de revenu principal et de revenu complémentaire selon l'invention permettent d'obtenir une bonne résistance à la corrosion sous tension avec des caractéristiques mécaniques de traction (Rp 0,2 notamment) au moins égales à 90 % de celles de l'état T6 actuel.
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US5098490A (en) * | 1990-10-05 | 1992-03-24 | Shin Huu | Super position aluminum alloy can stock manufacturing process |
US5718780A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Reynolds Metals Company | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom |
US6325869B1 (en) * | 1999-01-15 | 2001-12-04 | Alcoa Inc. | Aluminum alloy extrusions having a substantially unrecrystallized structure |
IL156386A0 (en) * | 2000-12-21 | 2004-01-04 | Alcoa Inc | Aluminum alloy products and artificial aging method |
US8083871B2 (en) | 2005-10-28 | 2011-12-27 | Automotive Casting Technology, Inc. | High crashworthiness Al-Si-Mg alloy and methods for producing automotive casting |
US7854809B2 (en) * | 2007-04-10 | 2010-12-21 | Siemens Energy, Inc. | Heat treatment system for a composite turbine engine component |
US8673209B2 (en) * | 2007-05-14 | 2014-03-18 | Alcoa Inc. | Aluminum alloy products having improved property combinations and method for artificially aging same |
US8840737B2 (en) * | 2007-05-14 | 2014-09-23 | Alcoa Inc. | Aluminum alloy products having improved property combinations and method for artificially aging same |
US8357250B2 (en) * | 2008-07-29 | 2013-01-22 | GM Global Technology Operations LLC | Recovery heat treatment to improve formability of magnesium alloys |
US8206517B1 (en) | 2009-01-20 | 2012-06-26 | Alcoa Inc. | Aluminum alloys having improved ballistics and armor protection performance |
CN107490519B (en) * | 2017-08-07 | 2019-08-13 | 天津重型装备工程研究有限公司 | The test method and stress relaxation method for numerical simulation of the mechanical property of alloy forged piece |
FR3118065B1 (en) | 2020-12-18 | 2023-11-10 | Constellium Issoire | Wrought products in 2xxx alloy with optimized corrosion resistance and process for obtaining them |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3726725A (en) * | 1971-03-22 | 1973-04-10 | Philco Ford Corp | Thermal mechanical processing of aluminum alloys (a) |
US3947297A (en) * | 1973-04-18 | 1976-03-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Treatment of aluminum alloys |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3305410A (en) * | 1964-04-24 | 1967-02-21 | Reynolds Metals Co | Heat treatment of aluminum |
-
1978
- 1978-09-08 FR FR7826371A patent/FR2435535A1/en active Granted
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1979
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3726725A (en) * | 1971-03-22 | 1973-04-10 | Philco Ford Corp | Thermal mechanical processing of aluminum alloys (a) |
US3947297A (en) * | 1973-04-18 | 1976-03-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Treatment of aluminum alloys |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
REVUE DE L'ALUMINIUM, No. 407, Mai 1972 "Les traitements thermiques de l'aluminium et de ses alliages. VI-Traitements particuliers ou specifiques", pages 429-434. * Pages 433 et 434: Les revenus etages * * |
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