EP0666333B1 - Fatigue-resistant aluminium alloy thick plate and process for making - Google Patents
Fatigue-resistant aluminium alloy thick plate and process for making Download PDFInfo
- Publication number
- EP0666333B1 EP0666333B1 EP19950420013 EP95420013A EP0666333B1 EP 0666333 B1 EP0666333 B1 EP 0666333B1 EP 19950420013 EP19950420013 EP 19950420013 EP 95420013 A EP95420013 A EP 95420013A EP 0666333 B1 EP0666333 B1 EP 0666333B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- fatigue
- porosities
- plates
- format
- maximum
- 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.)
- Revoked
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C22F1/053—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 zinc as the next major constituent
-
- 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
Definitions
- the invention relates to heavy plates of Al alloys resistant to fatigue and a process for obtaining them.
- the present invention also relates to a method for obtaining sheets of thickness between 110 and 250 mm in aluminum alloy with structural hardening as defined by claim 6.
- the fatigue resistance properties are further improved if the liquid metal at the time of casting has been suitably degassed by methods known to those skilled in the art (degassing with chlorine or with products containing chlorine, argon degassing pockets) so that the hydrogen content in the liquid metal are less than 0.15 cm 3 / 100g. It has also been found that the fatigue properties are further improved if during the hot rolling the last two rolling passes (inlet thickness-outlet thickness) are greater than 25 mm each.
- the products according to the invention resistant to fatigue are characterized by good internal health, determined by a US control in the vicinity of the median plane of the thick sheets.
- the device is calibrated using a standard block of the same type and in the same state of heat treatment as the test product, comprising flat bottom holes 0 50 and 100 ⁇ m, to which the maximum amplitude is conventionally assigned. 80% on the control screen, which fixes the overall gain Gb.
- the volume examined, on a slice of maximum thickness of 20 mm, is 20 x 20 x 0.6 mm 3 .
- the measurements are located on several locations to obtain reliable statistical values.
- the porosities are defined by the peaks exceeding an adjustable threshold, and fixed slightly above the background noise.
- Figure 1 shows a macrographic section along the L / TC plane (long / short cross) of a 118 mm thick sheet from size A from example 1.
- FIG. 2 represents a macrographic section along the L / TC plane a 125 mm sheet from format B of Example 1.
- Figures 3 and 4 show the density and distribution of the phases intermetallic sheets from A and B format respectively Example 1, L / TC plan.
- FIGS. 5 and 6 represent in an amplitude - number of porosities / cm 3 diagram, the results of the acoustic micrographs carried out on the product of Example 4, the standard being a hole with a flat bottom 100 ⁇ m.
- FIG. 7 represents the principle for determining the quantities Amax and AT .
- the alloys will be designated according to the nomenclature of Aluminum Association.
- 7010 alloy plates were developed on the one hand in 420 mm thick formats after scalping (outside the invention: format A) and on the other hand in 260 mm thick formats after scalping (according to the invention: format B ).
- the thickness of metal removed with scalping is identical in both cases.
- the hydrogen content in the liquid metal is in both cases ⁇ 0.15 cm 3 / 100g.
- the final thickness of the sheets is 118 mm for format A, which leads to a correction factor C of 3.56 for format A and 125 mm for format B, which leads to a correction factor C of 2.08 for format B.
- the form factor of the pouring grain is of the order of 4 to 6 for format A and of the order of 2 to 3 for format B.
- the two sheets were then subjected to a solution treatment of 8 hours at 480 ° C followed by water quenching, controlled traction of 2.1% and a 10 hour tempering treatment at 120 ° C followed by 8 hours at 170 ° C, so as to give them the characteristics of state T 7651.
- the staircase case fatigue test tubes were used to measure the size and number of microposits by image analysis on a micrographic section.
- the measurements by image analysis were carried out on a polished section in a mid-thickness L - TC plane, under magnification ⁇ 100, with examination of 150 fields of 1 mm ⁇ 1 mm, ie a total surface examined of 150 mm 2 by test tube.
- the measured parameter is Dmax, the largest dimension in the observation plane, for all Dmax> 20 microns.
- Figures 3 and 4 show the size and distribution of intermetallic in the case of the two formats. There is a size and reduced intermetallic density in the case of format B.
- 7050 alloy plates were developed on the one hand in 420 mm thick formats after scalping (outside the invention: format A) and on the other hand in 260 mm thick formats after scalping (according to the invention: format B ).
- the thickness of metal removed with scalping is identical in both cases.
- the hydrogen content in the metal is in each case ⁇ 0.15 cm 3 / 100g.
- the two sheets were then subjected to a solution dissolving treatment of 20 hours at 478 ° C followed by water quenching, controlled traction of 1.6% and a 6 hour tempering treatment at 120 ° C followed by 21 hours at 165 ° C so as to give them the characteristics of state T 7451.
- the logarithmic means of life on 8 test pieces taken in the TL direction at half-width and half-thickness of the sheets are grouped in Table III, as well as the maximum number of porosities per cm2.
- the elastic limit is 411 MPa in the TL direction for the sheet from format B (according to the invention) and 420 MPa in the TL direction for the sheet from format A (outside the invention).
- Landmark Melt bed chip content (%) Final thickness (mm)
- Log average life (cycles) Rp0.2 TL (MPa) 201 0% 200 118000 411 202 0% 150 145000 436 203 10% 200 93000 413 204 10% 150 112000 447
Description
L'invention est relative à des tôles fortes en alliages d'Al résistant à la fatigue et à un procédé d'obtention de celles-ci.The invention relates to heavy plates of Al alloys resistant to fatigue and a process for obtaining them.
On sait, d'après la publication de Magnusen et al. dans "Journal of testing and evaluation", vol. 18, Philadelphia, US, pages 439-445, que les microporosités et les phases intermétalliques formées à la coulée sont des sites d'initiation préférentiels des fissures de fatigue; or la présence de celles-ci est inévitable en particulier dans les produits métallurgiques de forte section obtenus par coulée verticale conventionnelle.We know from the publication of Magnusen et al. in "Journal of testing and evaluation", vol. 18, Philadelphia, US, pages 439-445, that microporosities and intermetallic phases formed at casting are preferential initiation sites for cracks in tired; however the presence of these is inevitable in particular in large section metallurgical products obtained by vertical casting conventional.
Jusqu'ici, et afin de minimiser à la fois la densité et/ou la taille maximale des microporosités et des phases intermétalliques, on a cherché à couler des plaques très épaisses, afin de reboucher la plupart des microporosités et de fragmenter la plupart des phases intermétalliques, généralement concentrés au voisinage du grand plan médian de la plaque, lors du laminage à chaud en utilisant des corroyages C = Ei/Ef élevés, Ei étant l'épaisseur initiale et Ef l'épaisseur finale.So far, and in order to minimize both density and / or size maximum of microporosities and intermetallic phases, we sought to pour very thick plates, in order to fill most of the microporosities and to fragment most of the intermetallic phases, generally concentrated in the vicinity of the large median plane of the plate, during hot rolling using high C = Ei / Ef, Ei being the initial thickness and Ef the final thickness.
On sait que le procédé habituel d'obtention de tôles épaisses (épaisseur > 10 mm) consiste en la coulée de plaques, leur scalpage, leur homogénéisation, leur laminage à chaud. Les tôles ainsi obtenues sont mises en solution et trempées, subissent éventuellement une traction contrôlée pour réduire le niveau des contraintes internes et puis sont muries (états T 351 ou T4) ou revenues aux états T 651 ou T 7x51, suivant la nomenclature de l'Aluminum Association.We know that the usual process for obtaining thick sheets (thickness > 10 mm) consists of casting plates, scalping, homogenization, their hot rolling. The sheets thus obtained are dissolved and soaked, possibly undergo a traction controlled to reduce the level of internal stresses and then are muries (states T 351 or T4) or returned to states T 651 or T 7x51, depending the nomenclature of the Aluminum Association.
Ainsi par exemple pour des tôles ayant des épaisseurs finales Ef comprises entre 100 mm et 150 mm, on part généralement de plaques ayant une épaisseur après scalpage > 3,5 Ef, soit des corroyages C > 3,5.Thus, for example, for sheets having final thicknesses E f of between 100 mm and 150 mm, one generally starts from plates having a thickness after scalping> 3.5 E f , or corrugations C> 3.5.
Le brevet FR 2529578 (=US 4511409) de la demanderesse et le brevet US
5277719 (ALCOA) décrivent un procédé pour augmenter la résistance à la
fatigue des tôles épaisses en alliage d'aluminium en diminuant les
microporosités, procédé comportant une étape initiale de forgeage.
Le second de ces brevets décrit un exemple dans lequel le taux de
corroyage (forgeage et laminage) est de 2,6. Mais l'introduction d'une
étape de préforgeage impose un double réchauffage des plaques et leur
transport sur deux sites de production différents, ce qui entraíne une
augmentation significative du coût de transformation.The patent FR 2529578 (= US 4511409) of the applicant and the patent US 5277719 (ALCOA) describe a process for increasing the fatigue resistance of thick aluminum alloy sheets by reducing microporosities, process comprising an initial forging step .
The second of these patents describes an example in which the rate of wrought (forging and rolling) is 2.6. But the introduction of a preforging step requires a double heating of the plates and their transport to two different production sites, which leads to a significant increase in the processing cost.
La présente invention qui est définie par la revendication 1, est relative à des tôles ayant des épaisseurs
finales > 110 mm. Elle concerne des tôles en alliage d'Al à durcissement
structural qui à l'état traité (trempe mûri, ou trempé et revenu, ou
trempé mûri et revenu) possèdent une bonne santé interne, ainsi qu'une
durée de vie en fatigue supérieure à 100.000 cycles en traction ondulée
(R = 0,1) sous une contrainte maximale égale à 50% (et même 60%) de la
limite élastique Rp0,2.
La présente invention concerne également une méthode d'obtention
de tôles d'épaisseur comprise entre 110 et 250 mm en alliage
d'aluminium à durcissement structural telle que définie par la
revendication 6.
Contrairement à l'enseignement de l'art antérieur, la demanderesse a
constaté, avec surprise, que des propriétés de fatigue nettement
améliorées pouvaient être obtenues en limitant le corroyage à des valeurs
C < 2,4 pour des tôles ayant des épaisseurs finales comprises entre 110
mm et 150 mm (et donc avec des épaisseurs de plaques scalpées < 360 mm),
et même à des valeurs C < 2 pour des tôles ayant des épaisseurs finales
comprises entre 150 mm et 250 mm (et donc avec des épaisseurs de plaques
scalpées < 500 mm). Ce corroyage à chaud est obtenu de préférence
uniquement par laminage, sans forgeage préalable.The present invention which is defined by
The present invention also relates to a method for obtaining sheets of thickness between 110 and 250 mm in aluminum alloy with structural hardening as defined by claim 6.
Contrary to the teaching of the prior art, the Applicant has noted, with surprise, that significantly improved fatigue properties could be obtained by limiting the wrinkling to values C <2.4 for sheets having final thicknesses between 110 mm and 150 mm (and therefore with thicknesses of scalped plates <360 mm), and even at values C <2 for sheets having final thicknesses between 150 mm and 250 mm (and therefore with thicknesses of scalped plates <500 mm). This hot working is preferably obtained only by rolling, without prior forging.
Il a été également constaté que les propriétés de tenue à la fatigue sont encore améliorées si le métal liquide au moment de la coulée a été convenablement dégazé par des procédés connus de l'homme du métier (dégazage par du chlore ou par des produits contenant du chlore, poches de dégazage à l'argon), de manière à ce que les teneurs en hydrogène dans le métal liquide soient inférieures à 0,15 cm3/100 g. Il a été également constaté que les propriétés de fatigue sont encore améliorées si au cours du laminage à chaud les deux dernières passes de laminage (épaisseur d'entrée-épaisseur de sortie) sont supérieures à 25 mm chacune.It has also been found that the fatigue resistance properties are further improved if the liquid metal at the time of casting has been suitably degassed by methods known to those skilled in the art (degassing with chlorine or with products containing chlorine, argon degassing pockets) so that the hydrogen content in the liquid metal are less than 0.15 cm 3 / 100g. It has also been found that the fatigue properties are further improved if during the hot rolling the last two rolling passes (inlet thickness-outlet thickness) are greater than 25 mm each.
Les produits selon l'invention résistant à la fatigue sont caractérisés
par une bonne santé interne, déterminée par un contrôle U.S au voisinage
du plan médian des tôles épaisses.
L'appareil de contrôle utilisé est un émetteur-récepteur PR 02 de
Synergetics ou 5052 de Panametrics avec les réglages suivants :
US focalisés : tache focale (à -6 dB ou mi-amplitude) en forme
d'ellipsoïde allongé 100 µm x 600 µm
fréquence : 50 MHz
Palpeur à large bande ( Δf / fo = 70%)The products according to the invention resistant to fatigue are characterized by good internal health, determined by a US control in the vicinity of the median plane of the thick sheets.
The control device used is a PR 02 transceiver from Synergetics or 5052 from Panametrics with the following settings: Focused US: focal spot (at -6 dB or mid-amplitude) in the shape of an elongated ellipsoid 100 µm x 600 µm
frequency: 50 MHz
Broadband probe (Δf / fo = 70%)
Il est associé à des moyens d'acquisition numérique et de traitement du
signal, avec déplacement asservi du palpeur en xy au pas de 0,02 mm.
L'appareil est étalonné à l'aide d'un bloc étalon de même nature et dans
le même état de traitement thermique que le produit testé, comportant des
trous à fond plat 0 50 et 100 µm, auquel on attribue conventionnellement
l'amplitude maximale de 80% sur l'écran de contrôle, ce qui fixe le gain
global Go.
Le volume examiné, sur une tranche d'épaisseur maximale de 20 mm, est de
20 x 20 x 0,6 mm3.It is associated with digital acquisition and signal processing means, with controlled movement of the probe in xy in steps of 0.02 mm.
The device is calibrated using a standard block of the same type and in the same state of heat treatment as the test product, comprising flat bottom holes 0 50 and 100 μm, to which the maximum amplitude is conventionally assigned. 80% on the control screen, which fixes the overall gain Gb.
The volume examined, on a slice of maximum thickness of 20 mm, is 20 x 20 x 0.6 mm 3 .
Les mesures sont repérées sur plusieurs localisations pour obtenir des
valeurs statistiques fiables.
Les porosités sont définies par les pics dépassant un seuil, réglable, et
fixé légèrement au-dessus du bruit de fond.The measurements are located on several locations to obtain reliable statistical values.
The porosities are defined by the peaks exceeding an adjustable threshold, and fixed slightly above the background noise.
On détermine :
- le nombre de porosités (de taille équivalente > 20 µm, seuil de détection) par unité de volume
- la moyenne arithmétique des amplitudes maximales Amax, Amax étant la valeur maximum de l'écho sur une porosité,
- la moyenne arithmétique des amplitudes moyennes
A ,A étant égale à x et y étant les distances sur l'image de la porosité considérée (voir fig. 7).
- the number of porosities (equivalent size> 20 µm, detection threshold) per unit of volume
- the arithmetic mean of the maximum amplitudes Amax, Amax being the maximum value of the echo over a porosity,
- the arithmetic mean of the mean amplitudes
AT ,AT being equal to x and y being the distances on the image of the porosity considered (see fig. 7).
Dans les conditions définies ci-dessus, les produits selon l'invention
respectent les limites suivantes :
Nombre de porosités ≤ 800/cm3
Moyenne des Amplitudes moyennes
Moyenne des Amplitudes maximales Amax ≤ 50 %Under the conditions defined above, the products according to the invention respect the following limits:
Number of porosities ≤ 800 / cm 3
Average of Average Amplitudes
Average of the Maximum Amplitudes Amax ≤ 50%
Dans la suite du texte nous utiliserons les abréviations ou notations suivantes:
- L =
- sens long
- TL =
- sens travers long
- TC =
- sens travers court
- R =
- contrainte maximale/contrainte minimale d'un cycle lors des essais de fatigue
- Kt =
- coefficient d'entaille
- ΔK =
- variation du facteur d'intensité de contrainte lors des essais de fatigue
- da/dn =
- vitesse de propagation des fissures de fatigue
- L =
- long sense
- TL =
- long cross direction
- TC =
- short cross direction
- R =
- maximum stress / minimum stress of a cycle during fatigue tests
- Kt =
- notch coefficient
- ΔK =
- variation of the stress intensity factor during fatigue tests
- da / dn =
- speed of propagation of fatigue cracks
L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants, illustrés par les figures 1 7.The invention will be better understood using the following examples, illustrated by Figures 1 7.
La figure 1 représente une coupe macrographique suivant le plan L/TC (long/travers court) d'une tôle de 118 mm d'épaisseur issue du format A de l'exemple 1.Figure 1 shows a macrographic section along the L / TC plane (long / short cross) of a 118 mm thick sheet from size A from example 1.
La figure 2 représente une coupe macrographique suivant le plan L/TC d'une tôle de 125 mm issue du format B de l'exemple 1.FIG. 2 represents a macrographic section along the L / TC plane a 125 mm sheet from format B of Example 1.
Les figures 3 et 4 représentent la densité et la répartition des phases intermétalliques des tôles issues respectivement de format A et B de l'exemple 1, plan L/TC.Figures 3 and 4 show the density and distribution of the phases intermetallic sheets from A and B format respectively Example 1, L / TC plan.
Les figures 5 et 6 représentent dans un diagramme amplitude - nombre de porosités/cm3, les résultats des micrographies acoustiques réalisées sur le produit de l'exemple 4, l'étalon étant un trou à fond plat 100 µm.FIGS. 5 and 6 represent in an amplitude - number of porosities / cm 3 diagram, the results of the acoustic micrographs carried out on the product of Example 4, the standard being a hole with a flat bottom 100 μm.
La figure 7 représente le principe de détermination des grandeurs Amax et
Les alliages seront désignés suivant la nomenclature de l'Aluminum Association.The alloys will be designated according to the nomenclature of Aluminum Association.
Des plaques en alliage 7010 ont été élaborés d'une part en formats d'épaisseur 420 mm après scalpage (hors invention : format A) et d'autre part en format d'épaisseur 260 mm après scalpage (selon l'invention : format B). L'épaisseur de métal enlevée au scalpage est identique dans les deux cas. La teneur en hydrogène dans le métal liquide est dans les deux cas < 0,15 cm3/100 g.7010 alloy plates were developed on the one hand in 420 mm thick formats after scalping (outside the invention: format A) and on the other hand in 260 mm thick formats after scalping (according to the invention: format B ). The thickness of metal removed with scalping is identical in both cases. The hydrogen content in the liquid metal is in both cases <0.15 cm 3 / 100g.
Ces plaques scalpées ont été homogénéisées dans des conditions identiques
(30 heures à 470°C), puis laminées à chaud à 390°C dans des conditions
identiques, avec la séquence suivante de passes de laminage :
L'épaisseur finale des tôles est de 118 mm pour le format A, ce qui conduit à un facteur de corroyage C de 3,56 pour le format A et de 125 mm pour le format B, ce qui conduit à un facteur de corroyage C de 2,08 pour le format B. On dispose d'un traceur du facteur de corroyage révélé par le facteur de forme du grain métallurgique dans une coupe L/TC (figures 1 et 2). Le facteur de forme du grain de coulée est de l'ordre de 4 à 6 pour le format A et de l'ordre de 2 à 3 pour le format B.The final thickness of the sheets is 118 mm for format A, which leads to a correction factor C of 3.56 for format A and 125 mm for format B, which leads to a correction factor C of 2.08 for format B. We have a plotter of the correction factor revealed by the form factor of the metallurgical grain in an L / TC section (Figures 1 and 2). The form factor of the pouring grain is of the order of 4 to 6 for format A and of the order of 2 to 3 for format B.
Les deux tôles ont ensuite subi un traitement de mise en solution de 8 heures à 480°C suivi d'une trempe à l'eau, d'une traction contrôlée de 2,1% et d'un traitement de revenu de 10 heures à 120°C suivi de 8 heures à 170°C, de manière à leur conférer les caractéristiques de l'état T 7651.The two sheets were then subjected to a solution treatment of 8 hours at 480 ° C followed by water quenching, controlled traction of 2.1% and a 10 hour tempering treatment at 120 ° C followed by 8 hours at 170 ° C, so as to give them the characteristics of state T 7651.
Les deux tôles ont fait l'objet d'une caractérisation complète en fatigue
avec des essais "stair-case" à 105 cycles dans le sens TL à mi-épaisseur
avec R = 0,05. Les éprouvettes de fatigue de l'essai "stair-case" ont été
utilisées pour mesurer par analyse d'image sur coupe micrographique la
taille et le nombre des microposités. Les mesures par analyse d'image ont
été effectuées sur coupe polie dans un plan L - TC à mi-épaisseur, sous
grossissement x 100, avec examen de 150 champs de 1 mm x 1 mm, soit une
surface totale examinée de 150 mm2 par éprouvette. Le paramètre mesuré
est le Dmax, plus grande dimension dans le plan d'observation, pour tous
les Dmax > à 20 microns. Les résultats des caractérisations en fatigue
"stair-case" et des mesures de la densité surfacique des microporosités
sont rassemblées au Tableau I. Les résultats de vitesses de propagation
de fissures sont rassemblées dans le tableau II.
Il apparaít clairement à l'examen de ces résultats que l'utilisation du format de coulée selon l'invention (Format B) permet d'améliorer très significativement le niveau de contrainte admissible à 105 cycles et la vitesse de propagation des fissures da/dn à ΔK = 10 MPa √m. Cette amélioration est corrélée à une diminution de l'ordre de 40% des porosités ayant des Dmax compris entre 20 µm (limite de détection) et 100 µm, et à la disparition des porosités ayant un Dmax > 100 µm.It appears clearly on examining these results that the use of the casting format according to the invention (Format B) makes it possible to very significantly improve the level of stress admissible at 10 5 cycles and the speed of propagation of cracks da / dn at ΔK = 10 MPa √m. This improvement is correlated with a reduction of around 40% of the porosities having Dmax between 20 µm (detection limit) and 100 µm, and with the disappearance of the porosities having a Dmax> 100 µm.
Les figures 3 et 4 montrent la taille et la répartition des intermétalliques dans le cas des deux formats. On constate une taille et une densité d'intermétalliques réduites dans le cas du format B.Figures 3 and 4 show the size and distribution of intermetallic in the case of the two formats. There is a size and reduced intermetallic density in the case of format B.
Des plaques en alliage 7050 ont été élaborées d'une part en formats d'épaisseur 420 mm après scalpage (hors invention : format A) et d'autre part en format d'épaisseur 260 mm après scalpage (selon l'invention : format B). L'épaisseur de métal enlevée au scalpage est identique dans les deux cas. La teneur en hydrogène dans le métal est dans les deux cas < 0,15 cm3/100 g.7050 alloy plates were developed on the one hand in 420 mm thick formats after scalping (outside the invention: format A) and on the other hand in 260 mm thick formats after scalping (according to the invention: format B ). The thickness of metal removed with scalping is identical in both cases. The hydrogen content in the metal is in each case <0.15 cm 3 / 100g.
Ces plaques ont été homogénéisées dans des conditions identiques (16
heures à 475°C), puis laminées à chaud avec la séquence suivante des 2
dernières passes de laminage :
Ceci conduit à un facteur de corroyage C de 2,05 pour le format A et de 1,27 pour le format B.This leads to a correction factor C of 2.05 for format A and of 1.27 for format B.
Les deux tôles ont ensuite subi un traitement de remise en solution de 20 heures à 478°C suivi d'une trempe à l'eau, une traction contrôlée de 1,6% et un traitement de revenu de 6 heures à 120°C suivi de 21 heures à 165°C de manière à leur conférer les caractéristiques de l'état T 7451.The two sheets were then subjected to a solution dissolving treatment of 20 hours at 478 ° C followed by water quenching, controlled traction of 1.6% and a 6 hour tempering treatment at 120 ° C followed by 21 hours at 165 ° C so as to give them the characteristics of state T 7451.
Les deux tôles ont fait l'objet d'une caractérisation en durée de vie en
fatigue sous 242 MPa; R = 0,1; Kt = 1. Les moyennes logarithmiques de
durée de vie sur 8 éprouvettes prélevées dans le sens TL à mi-largeur et
mi-épaisseur des tôles sont regroupées dans le Tableau III, ainsi que le
nombre maximum de porosités par cm2. A cet état la limite élastique est
de 411 MPa dans le sens TL pour la tôle issue du format B (selon
l'invention) et de 420 MPa dans le sens TL pour la tôle issue du format A
(hors invention).
Il apparaít clairement à l'examen de ces résultats que l'utilisation du format de coulée selon l'invention (format B) permet d'améliorer très significativement le niveau de durée de vie en fatigue et de réduire la densité des microporosités.It is clear from an examination of these results that the use of the casting format according to the invention (format B) makes it possible to improve very significantly the level of fatigue life and reduce the density of microporosities.
Quatre plaques en alliage 7010 ont été élaborées en format d'épaisseur
260 mm après scalpage (selon l'invention : format B). Les teneurs en
hydrogène dans le métal coulé et les valeurs des dernières passes de
laminage sont reportées au Tableau IV. Les limites élastiques et la limite
de fatigue à 106 cycles ont été mesurées à l'état T7651 et figurent au
Tableau IV (sens TL).
L'effet de la teneur en hydrogène est très significatif, l'effet des passes rebouchantes au laminage est moins marqué et sensible seulement sur les faibles niveaux d'hydrogène.The effect of the hydrogen content is very significant, the effect of reworking passes at rolling is less marked and sensitive only on low hydrogen levels.
Quatre plaques en alliage 7050 ont été élaborées en format d'épaisseur
260 mm (selon l'invention : format B).
Deux de ces plaques ont été élaborées avec un lit de fusion ne comportant
pas de copeaux recyclés, les deux autres plaques ont été élaborées avec
un lit de fusion comportant 10% de copeaux recyclés.
Ces plaques ont été transformées selon la gamme décrite dans l'exemple 2,
et conduites jusqu'à des épaisseurs finales de 200 mm et 150 mm. Les
moyennes logarithmiques de durée de vie en fatigue sous 242 MPa, R = 0,1,
Kt = 1 à l'état T 7451 ont été mesurées dans chaque cas. Les résultats
sont regroupés dans le Tableau V.
Two of these plates were produced with a fusion bed containing no recycled chips, the other two plates were produced with a fusion bed comprising 10% recycled chips.
These plates were transformed according to the range described in Example 2, and led to final thicknesses of 200 mm and 150 mm. The logarithmic means of fatigue life under 242 MPa, R = 0.1, Kt = 1 in the T 7451 state were measured in each case. The results are collated in Table V.
Nous avons utilisé dans ce cas la technique de caractérisation des porosités par ultrasons à 50 MHz comme décrit ci-dessus.In this case, we used the characterization technique of ultrasonic porosity at 50 MHz as described above.
Les résultats obtenus sont groupés à la figure 5. On vérifie bien en
comparant les domaines caractéristiques 201 et 203 un effet marqué de la
composition du lit de fusion pour les tôles de 200 mm d'épaisseur, le
produit 201 sans copeaux présentant le nombre de porosités le plus faible
corrélé au niveau de fatigue le plus élevé. Cette différence est atténuée
pour le moindre nombre de porosités sur des tôles de 150 mm d'épaisseur
(comparaison des domaines caractéristiques 202 et 204) du fait de
l'écrouissage plus élevé. Cependant, le niveau de fatigue du produit 202
reste significativement plus élevé que celui du produit 204, confirmant
l'importance de la qualité du lit de fusion.The results obtained are grouped in Figure 5. We check well in
comparing
Claims (9)
- Fatigue resistant thick plates of heat-treatable aluminium alloys of a thickness > 110 mm, characterised in that the density of the porosities of an equivalent size between 20 and 100 µm, in the vicinity of the medial rolling plane, is lower than 800 per cm3.
- Plates according to claim 1, characterised in that the mean of the maximum amplitudes of the defects, measured by the maximum value of the ultrasonic echo on the porosities, is less than 50%, when the maximum amplitude of 80% is conventionally assigned to a flat bottom hole of 100 µm.
- Plates according to one of claims 1 to 3, characterised in that in the treated temper (quenched and naturally aged, or quenched and artificially aged, or quenched and naturally and articially aged) they have a fatigue service life under cyclic axial load (R = 0,1) > 100000 cycles under a maximum stress equal to 50% of the yield strength Rp0,2.
- Plates according to claim 4, characterised in that the fatigue service life exceeds 100000 cycles under a maximum stress equal to 60% of the yield strength Rp0,2.
- A method for producing fatigue-resistant thick plates of heat-treatable aluminium alloys, having a thickness between 110 and 250 mm, and exhibiting a density of the porosities of an equivalent size between 20 and 100 µm, in the vicinity of the medial rolling plane, lower than 800 per cm3, comprising casting of a plate, scalping of this plate, homogenising, hot working, solution heat treating, quenching, optionally controlled stretching, naturally ageing to obtain the T351 ou T4 tempers, or artificially ageing to obtain the T651 ou T7x51 tempers, characterised in that the hot working factor C is lower than 2,4 for thicknesses of between 110 and 150 mm, and lower than 2 for thicknesses of between 150 and 250 mm.
- A method according to claim 6, characterised in that the hot working operation is solely a rolling operation.
- A method according to either claim 6 or claim 7, characterised in that the hydrogen content of the starting liquid metal is less than 0,15 cm3/100 g.
- A method according to one of claims 6 to 8, characterised in that the last two hot rolling passes are each greater than 25 mm.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9401044 | 1994-01-25 | ||
FR9401044A FR2715408A1 (en) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | Structurally hardenable aluminium@ alloy plate |
FR9403712 | 1994-03-23 | ||
FR9403712A FR2715409B1 (en) | 1994-01-25 | 1994-03-23 | Heavy sheets of fatigue-resistant aluminum alloys and process for obtaining them. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0666333A1 EP0666333A1 (en) | 1995-08-09 |
EP0666333B1 true EP0666333B1 (en) | 1999-06-30 |
Family
ID=26230921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19950420013 Revoked EP0666333B1 (en) | 1994-01-25 | 1995-01-23 | Fatigue-resistant aluminium alloy thick plate and process for making |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0666333B1 (en) |
JP (1) | JPH0839102A (en) |
CA (1) | CA2140385A1 (en) |
DE (2) | DE69510476T2 (en) |
FR (1) | FR2715409B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0686705A1 (en) * | 1994-06-09 | 1995-12-13 | Hoogovens Aluminium Walzprodukte GmbH | Aluminium alloy plate and method for its manufacture |
FR2879217B1 (en) * | 2004-12-13 | 2007-01-19 | Pechiney Rhenalu Sa | STRONG ALLOY SHEETS AI-ZN-CU-MG WITH LOW INTERNAL CONSTRAINTS |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2529578B1 (en) * | 1982-07-02 | 1986-04-11 | Cegedur | METHOD FOR IMPROVING BOTH FATIGUE RESISTANCE AND TENACITY OF HIGH RESISTANCE AL ALLOYS |
US5277719A (en) * | 1991-04-18 | 1994-01-11 | Aluminum Company Of America | Aluminum alloy thick plate product and method |
-
1994
- 1994-03-23 FR FR9403712A patent/FR2715409B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-17 CA CA 2140385 patent/CA2140385A1/en not_active Abandoned
- 1995-01-23 DE DE1995610476 patent/DE69510476T2/en not_active Revoked
- 1995-01-23 EP EP19950420013 patent/EP0666333B1/en not_active Revoked
- 1995-01-23 DE DE1995420013 patent/DE666333T1/en active Pending
- 1995-01-25 JP JP980895A patent/JPH0839102A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69510476D1 (en) | 1999-08-05 |
FR2715409A1 (en) | 1995-07-28 |
DE69510476T2 (en) | 1999-11-04 |
JPH0839102A (en) | 1996-02-13 |
FR2715409B1 (en) | 1996-05-24 |
EP0666333A1 (en) | 1995-08-09 |
CA2140385A1 (en) | 1995-07-26 |
DE666333T1 (en) | 1996-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1114877B1 (en) | Al-Cu-Mg alloy aircraft structural element | |
Avalle et al. | Casting defects and fatigue strength of a die cast aluminium alloy: a comparison between standard specimens and production components | |
Zhang et al. | Effect of solidification cooling rate on the fatigue life of A356. 2‐T6 cast aluminium alloy | |
EP1170394B1 (en) | Aluminium sheet products having improved fatigue crack growth resistance and methods of making same | |
EP1809779B1 (en) | High-strength aluminium alloy products and method for the production thereof | |
FR2907796A1 (en) | ALUMINUM ALLOY PRODUCTS OF THE AA7000 SERIES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
JP2009507136A (en) | Aerospace 2000 series alloy with high damage resistance | |
KR102610549B1 (en) | Improved thick machined 7XXX aluminum alloy, and method of making the same | |
CA2907854C (en) | Thin sheets made of an aluminium-copper-lithium alloy for producing airplane fuselages | |
WO1985002416A1 (en) | Aluminium alloys containing lithium, magnesium and copper | |
WO2016051061A1 (en) | Method for manufacturing products made of magnesium-lithium-aluminum alloy | |
CA2907807A1 (en) | Aluminium-copper-lithium alloy sheets for producing aeroplane fuselages | |
JP6617065B2 (en) | Aluminum alloys for casting and aluminum alloy castings | |
WO2019122639A1 (en) | Improved process for manufacturing sheets made of aluminium-copper-lithium alloy for aircraft fuselage manufacture | |
EP0666333B1 (en) | Fatigue-resistant aluminium alloy thick plate and process for making | |
JP4712159B2 (en) | Aluminum alloy plate excellent in strength and corrosion resistance and method for producing the same | |
EP3717146A1 (en) | Aluminium alloy flat product having improved thickness properties | |
CA1333232C (en) | Alloy product containing li, which is resistant to corrosion under stress, and process for its preparation | |
Khomamizadeh et al. | Evaluation of quality index of A-356 aluminum alloy by microstructural analysis | |
EP0731185A1 (en) | Alumium-copper-magnesium alloy sheets with low residual stresses | |
GB2130941A (en) | A cast bar of an aluminum alloy for wrought products, having improved mechanical properties and workability | |
FR2715408A1 (en) | Structurally hardenable aluminium@ alloy plate | |
Torres et al. | Characterisation of an aluminium engine block | |
Bosi et al. | Fatigue properties of a cast aluminium alloy for rims of car wheels | |
RU2489217C1 (en) | Method of sheets production from heat-hardened aluminium alloys alloyed with scandium and zirconium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19950825 |
|
GBC | Gb: translation of claims filed (gb section 78(7)/1977) | ||
DET | De: translation of patent claims | ||
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19971105 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 69510476 Country of ref document: DE Date of ref document: 19990805 |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 19990804 |
|
PLBQ | Unpublished change to opponent data |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS OPPO |
|
PLBI | Opposition filed |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260 |
|
PLBQ | Unpublished change to opponent data |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS OPPO |
|
PLAB | Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299OPPO |
|
PLBI | Opposition filed |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260 |
|
PLBF | Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS OBSO |
|
26 | Opposition filed |
Opponent name: ALUMINUM COMPANY OF AMERICA Effective date: 20000329 |
|
26 | Opposition filed |
Opponent name: CORUS ALUMINIUM WALZPRODUKTE GMBH Effective date: 20000329 Opponent name: ALUMINUM COMPANY OF AMERICA Effective date: 20000328 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: IF02 |
|
PLAW | Interlocutory decision in opposition |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IDOP |
|
APAC | Appeal dossier modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS NOAPO |
|
APAE | Appeal reference modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS REFNO |
|
APAC | Appeal dossier modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS NOAPO |
|
APAC | Appeal dossier modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS NOAPO |
|
APAC | Appeal dossier modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS NOAPO |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20031216 Year of fee payment: 10 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20031222 Year of fee payment: 10 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20040119 Year of fee payment: 10 |
|
APBU | Appeal procedure closed |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9O |
|
RDAF | Communication despatched that patent is revoked |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREV1 |
|
RDAG | Patent revoked |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009271 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: PATENT REVOKED |
|
27W | Patent revoked |
Effective date: 20040915 |
|
GBPR | Gb: patent revoked under art. 102 of the ep convention designating the uk as contracting state |
Free format text: 20040915 |
|
APAH | Appeal reference modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNO |