EP0876514B1 - PRODUITS EPAIS EN ALLIAGE A1ZnMgCu A PROPRIETES AMELIOREES - Google Patents

PRODUITS EPAIS EN ALLIAGE A1ZnMgCu A PROPRIETES AMELIOREES Download PDF

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EP0876514B1
EP0876514B1 EP97901668A EP97901668A EP0876514B1 EP 0876514 B1 EP0876514 B1 EP 0876514B1 EP 97901668 A EP97901668 A EP 97901668A EP 97901668 A EP97901668 A EP 97901668A EP 0876514 B1 EP0876514 B1 EP 0876514B1
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EP
European Patent Office
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mpa
thickness
product
measured
thick
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Revoked
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EP97901668A
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German (de)
English (en)
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Inventor
Ravi Shahani
Jean-François VERDIER
Philippe Lassince
Guy Michel Raynaud
Christophe Sigli
Pierre Sainfort
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Constellium Issoire SAS
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
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Publication date
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Application filed by Pechiney Rhenalu SAS filed Critical Pechiney Rhenalu SAS
Publication of EP0876514A1 publication Critical patent/EP0876514A1/fr
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Revoked legal-status Critical Current

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    • 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
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to aluminum alloy products of the AlZnMgCu type (series 7000 according to the designation of the Aluminum Association) of thickness greater than 60 mm. These products can be hot-rolled plates or sheets, blocks forged or spun products. In case the product is not shaped parallelepipedic, thickness means the smallest dimension of the product at moment of hardening (for example the thickness of the thinnest wall for a profiled).
  • 7000 series thick rolled, forged or spun aluminum alloy products are used to produce by cutting, surfacing or mass machining of high resistance parts intended for the aeronautical industry, for example wing elements such as wing spars or fishplates, as well as fuselage elements such as frames, or parts for construction mechanical, such as machine tool components or material molds plastics.
  • the alloy must be able to be cast and processed in good conditions to lead to an acceptable metallurgical quality. Transformation after casting of the plate or billet usually includes homogenization, hot transformation by rolling, forging or spinning, dissolving, quenching (for example by immersion or spraying with a quenching liquid), possibly a stress relieving by cold traction or by compression, a maturation and income.
  • the cooling during quenching can be more or less rapid.
  • quenching speed the average cooling speed (in ° C / s) of the product between 450 and 280 ° C, compared to a quarter of a thickness. It is said that a product is sensitive to quenching if its static mechanical characteristics, such as its limit elastic, decrease when the quenching speed decreases, which, of course, has more likely to appear on thick products.
  • compositions registered with the Aluminum Association of alloys 7010 and of 7050 include an addition of Zr to contents respectively between 0.10 and 0.16%, and between 0.08 and 0.15%.
  • the effect of the recrystallization rate on the L-T tenacity decreases with the quenching speed.
  • Figure 6 of the article by DORWARD et al. shows that for a quenching speed of 8 ° C / s (which corresponds to a mid-thickness of about 100 mm, characteristic of a heavy plate for the application the L-T tenacity is the same for a recrystallization rate of 15% and 50 %, and decreases by about 10% when the recrystallization rate drops to 90%.
  • anti-recrystallizing elements which would limit recrystallization, has the significant disadvantage of reducing the ability of the product to harden after quenching and tempering, the more so as it is thicker, the hardening being lower at heart than on the surface, resulting in a significant difference in mechanical characteristics.
  • This article teaches that zirconium is more favorable than chromium to limit the loss of hardening power of the alloy during tempering. But even in the presence zirconium, when the quenching rate is 4 ° C / s, i.e. the rate of hardening of a product about 200 mm thick immersed in water cold, the drop in hardening power is considerable and the zirconium no longer allows to limit the sensitivity to hardening. The article also shows that, for the composition tested, even in the absence of chromium or zirconium, there is a drop in hardening power for a quenching speed of the order of 4 ° C / s.
  • Russian metallurgists have proposed, to decrease the sensitivity to hardening, the alloy V93, or 1930 according to the Russian standard GOST 11069, which does not contain anti-recrystallizing elements, but has a composition far removed from those alloys 7010 or 7050, in particular with a high iron content (between 0.20 and 0.45%) unfavorable to toughness and resistance to fatigue.
  • Alcoa's patent US 3881966 relates to an alloy, subsequently registered at the Aluminum Association under the designation 7050, containing 4.5 to 8% Zn, 1.7 to 3.25% Cu, 1.4 to 2.6% Mg, 0.05 to 0.25% Zr and less than 0.04% Cr, with various relationships between Zn, Mg and Cu contents.
  • the alloy allows, compared to 7075, a best compromise between mechanical strength, toughness, resistance to corrosion under stress and sensitivity to hardening.
  • Boeing application WO 80/00711 relates to the alloy registered subsequently as AA 7150, containing 5.9 to 6.9% Zn, 2.0 to 2.7% Mg, 1.9 to 2.5% Cu, Fe ⁇ 0.15%, Si ⁇ 0.12% and from 0.08 to 0.15% Zr.
  • the hot transformation is controlled from so as to limit recrystallization. It achieves a good compromise between resistance mechanics, fatigue and tenacity.
  • the object of the invention is to find 7000 copper alloys with the addition of zirconium, a special area of composition for thick products which makes it very insensitive to quenching, in which one controls recrystallization to a low level while maintaining a commercial purity of iron and silicon, and which leads to high mechanical strength and toughness, as well as good fatigue behavior, without adverse effect on corrosion resistance under voltage.
  • the products according to the invention have a volume fraction of grains recrystallized, measured in the part between quarter-thickness and half-thickness, ⁇ 35%.
  • the magnesium content is preferably kept higher than the content of copper.
  • the toughness in plane deformation is preferably> 28 MPa ⁇ m in the direction SL and> 74 - 0.08e - 0.07 R 0.2L MPa ⁇ m.
  • the latter formula is commonly used in the aeronautical industry.
  • t (eq) ( ⁇ exp (-16000 / T) dt) / exp (-16000 / T ref )
  • T is the instantaneous temperature in ° K during tempering
  • T ref is a reference temperature chosen at 120 ° C (393 ° K).
  • t (eq) is expressed in hours.
  • FIG. 1 represents the elastic limit at 0.2% R 0.2 direction L as a function of the thickness of a set of sheets of alloy 7050 in the state T7451 of the prior art.
  • FIG. 2 likewise represents R 0.2 direction TL as a function of the thickness of the same set of sheets.
  • FIG. 3 represents, in an Mg-Cu diagram, the composition domain of the invention (in broken lines), as well as the preferred field (in solid lines purposes). and the restricted domain (in thick solid lines)
  • the inventors determined an area of composition of alloys 7000, containing copper and zirconium, with contents commercial in iron and silicon, making it possible to control recrystallization, and leading, from a thickness of around 60 mm, to a reduction in sensitivity product quenching as the product thickness increases, while maintaining good toughness and good resistance to corrosion under stress, with range of conventional industrial transformation.
  • the magnesium content of the alloy is reduced compared to that of 7010 alloys or 7050, since it is centered around 2% instead of 2.3%, but we cannot go below 1.7% if we want to keep mechanical characteristics sufficient. Copper is centered around 1.7%, which corresponds to an increase by compared to 7010, but a decrease compared to 7050. It is important to maintain a certain balance between Cu and Mg: if Cu + Mg> 4.1, the compromise tenacity - elastic limit degrades and makes the product uninteresting. It may turn out interesting to keep the Mg content higher than that of Cu.
  • the domain of composition according to the invention, as well as the preferred field, is represented on a Mg-Cu diagram in Figure 3.
  • zirconium avoiding maximum manganese and chromium which increase the sensitivity to hardening.
  • the Zr content must exceed 0.05% to act on recrystallization, but must remain in below 0.15% to avoid sensitivity to quenching and to avoid problems with casting.
  • Iron and silicon are at levels equivalent to those of 7010 and 7050.
  • the production range of the product according to the invention is similar to that of products in alloys 7000, for example in 7010 and 7050. It includes casting of a plate or a billet, homogenization at a temperature included between 450 and 485 ° C, a hot transformation in one or more stages by rolling, spinning or forging at a temperature between 370 and 460 ° C and controlled to obtain the desired recrystallization rate, immersion quenching or by spraying, with cold water or at a temperature below 95 ° C, a stress relieving by deformation at room temperature (controlled traction or compression) of a rate lower than 5%, and an income treatment, to obtain by example of reports T6, T74, T76, T751, T7451 or T7651, in the case in particular of the use of these products for plastic molds.
  • alloy sheets according to the invention have a total lack of sensitivity to quenching when the thickness increases, which is not the case for conventional 7050 sheets, as was already apparent from Figures 1 and 2. Thus, well that the contents of Mg and Cu are lower, one obtains unexpectedly, for these thicknesses, a mechanical resistance equal or superior. One also notes a much better tenacity. Thickness [mm] R 0.2 (L) to 1 ⁇ 4 thick. [MPa] R 0.2 (TL) to 1 ⁇ 4 th. [MPa] K 1c (LT) to 1 ⁇ 4 thick.
  • alloy G a composition according to the invention
  • alloy G a composition according to the invention
  • the recrystallization rate of each of the sheets at quarter thickness and half thickness was also measured. This measurement was made on samples treated T351, then treated for 6 h at 160 ° C., then polished and etched with a solution containing 84 parts of chromic solution, 15 parts of nitric solution and 1 part of hydrofluoric solution, at room temperature for about 1 ⁇ 2 h.
  • the recrystallization rate was measured by image analysis on micrographs of these samples, the recrystallized grains appearing in light on the non-recrystallized matrix in dark. All the results are reported in Table 3.
  • the sheets according to the invention have an elastic limit of the same order or higher than that of 7050 with a higher level of toughness, in particular in the LT direction. Indeed, the tenacity LT of the sheet of alloy 7050 does not reach 31.4 MPa ⁇ m for the thickness 152 mm nor 28.1 MPa ⁇ m for the thickness 190 mm, that is to say the values corresponding to 74 - 0.08e - 0.07 R 0.2L .
  • Alloy A is a conventional 7050
  • alloy B an optimized 7050 with low Mg content.
  • the alloys C, D and E have compositions according to the invention.
  • the cast plates were homogenized around 470 ° C and hot rolled to thicknesses of 8 inches (203 mm) or 8.5 inches (215 mm).
  • the sheets were dissolved in 480 ° C, quenched by immersion in cold water and subjected to controlled traction with a deformation rate of 2%.
  • the elastic limit R 0.2 in the direction L at quarter-thickness and the tenacity K 1c at quarter-thickness in the directions LT according to ASTM E399 were measured for each alloy-thickness pair.
  • the alloys of types A and B correspond to the prior art, the alloys of type C , D and E to the invention.
  • the stress corrosion threshold was greater than 300 MPa.
  • alloys 4 types were cast, the compositions of which are given in Table 6.
  • the type E alloys correspond to the invention
  • the type B alloy corresponds to the prior art. All the alloys were transformed according to the method of Example 3. The thickness of the sheets was 215 mm. However, the influence of the equivalent time of the second level of income has been explored. The sheets were subjected to the same types of tests. The results are given in Table 6.
  • recrystallization is critical in order to obtain a compromise between toughness and acceptable elastic limit. More particularly, the value of the recrystallization rate should not exceed approximately 35% between quarter thickness and half thickness to ensure that the value of K 1c (LT) measured at quarter thickness is always greater than the reference value 74 - 0.08e - 0.07 R 0.2 (L) .

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Description

Domaine de l'invention
L'invention concerne des produits en alliage d'aluminium du type AlZnMgCu (série 7000 selon la désignation de l'Aluminum Association) d'épaisseur supérieure à 60 mm. Ces produits peuvent être des plaques ou des tôles laminées à chaud, des blocs forgés ou des produits filés. Dans le cas où le produit n'est pas de forme parallélépipédique, on entend par épaisseur la plus petite dimension du produit au moment de la trempe (par exemple l'épaisseur de la paroi la plus mince pour un profilé).
Etat de la Technique.
Des produits épais laminés, forgés ou filés en alliage d'aluminium de la série 7000 sont utilisés pour produire par découpage, surfaçage ou usinage dans la masse des pièces de haute résistance destinées à l'industrie aéronautique, par exemple des éléments de voilure tels que des longerons d'ailes ou des éclisses, ainsi que des éléments de fuselage tels que des cadres, ou des pièces pour la construction mécanique comme des composants de machines-outils ou des moules de matières plastiques.
Ces pièces doivent présenter un ensemble de propriétés souvent contradictoires les unes avec les autres, ce qui oblige à des compromis difficiles dans la définition précise de la composition chimique et de la gamme de transformation des produits utilisés.
En effet, les produits doivent souvent présenter à l'état traité thermiquement à la fois:
  • une résistance mécanique élevée pour limiter le poids de métal utilisé,
  • une tenacité suffisante pour réduire la vitesse de propagation des criques,
  • une bonne résistance à la fatigue du fait de leur emploi dans des structures soumises à des vibrations ou à des contraintes non constantes dans le temps,
  • une résistance suffisante à la corrosion sous tension.
De plus, l'alliage doit pouvoir être coulé et transformé dans de bonnes conditions pour conduire à une qualité métallurgique acceptable. La transformation après coulée de la plaque ou de la billette comprend habituellement une homogénéisation, une transformation à chaud par laminage, forgeage ou filage, une mise en solution, une trempe (par exemple par immersion ou pulvérisation à l'aide d'un liquide de trempe), éventuellement un détensionnement par traction à froid ou par compression, une maturation et un revenu.
Le refroidissement au cours de la trempe peut être plus ou moins rapide. On désigne ici par vitesse de trempe la vitesse moyenne de refroidissement (en °C/s) du produit entre 450 et 280°C, par rapport au quart d'épaisseur. On dit qu'un produit est sensible à la trempe si ses caractéristiques mécaniques statiques, telles que sa limite élastique, décroissent lorsque la vitesse de trempe décroit, ce qui, bien entendu, a plus de chances de se manifester sur des produits épais.
Pour obtenir une résistance mécanique élevée, ainsi qu'une bonne tenacité, on recherche généralement une structure fibrée qu'on obtient en évitant une recristallisation trop importante de l'alliage. Dans ce but, on ajoute à la composition un ou plusieurs éléments dits «antirecristallisants» tels que Zr, Ti, Cr, Mn, V, Hf ou Sc. Ainsi, les compositions enregistrées à l'Aluminum Association des alliages 7010 et du 7050 comportent une addition de Zr à des teneurs comprises respectivement entre 0,10 et 0,16%, et entre 0,08 et 0,15%.
Ceci est bien illustré par l'article récent de DORWARD et al. « Grain Structure and Quench-Rate Effects on Strength and Toughness of AA7050 AlZnMgCuZr Alloy Plate», Metallurgical and Materials Transactions A, vol. 26A, pp. 2481-2484, qui indique par exemple, pour du 7050, une teneur Zr + Ti de 0,14% et montre l'effet, pour des tôles d'épaisseur 14 mm réalisées en laboratoire et non détensionnées, de variations extrêmes du taux de recristallisation entre 15 et 80%, sur la limite élastique des tôles à l'état T6. Il montre aussi l'effet de sensibilité à la trempe du 7050 en deçà d'une vitesse de trempe de 20°C/s, qui correspond à la vitesse de trempe de produits d'épaisseur supérieure à 50 mm environ.
Toutefois, ces expériences de laboratoire se distinguent de la pratique industrielle, puisque l'épaisseur finale de 14 mm est obtenue par un laminage à tiède qui aboutit à une microstructure assez corroyée, bien différente des microstructures qui caractérisent habituellement les tôles épaisses obtenues par laminage à chaud.
D'après l'article de DORWARD, l'effet du taux de recristallisation sur la tenacité L-T diminue avec la vitesse de trempe. A titre d'exemple, la figure 6 de l'article de DORWARD et al. montre que pour une vitesse de trempe de 8 °C/s (qui correspond à une mi-épaisseur d'environ 100 mm, caractéristique d'une tôle forte pour l'application visée) la tenacité L-T est la même pour un taux de recristallisation de 15 % et de 50 %, et diminue d'environ 10 % lorsque le taux de recristallisation passe à 90 %.
L'ajout d'éléments antirecristallisants, qui permettrait de limiter la recristallisation, présente comme inconvénient important de diminuer l'aptitude du produit à durcir après trempe et revenu, et ce d'autant plus qu'il est plus épais, le durcissement étant plus faible à coeur qu'en surface, entraínant une différence significative des caractéristiques mécaniques.
Ainsi l'article de M. CONSERVA et P. FIORINI «Interpretation of Quench Sensitivity in AlZnMgCu alloys » Metallurgical Transactions, vol. 4, mars 1973, pp. 857-862, fait mention d'une perte de capacité de durcissement structural, mesuré en terme de densité de zones GP, pour des tôles minces en alliage Al-Zn5,5 -Mg2,5-Cu1,6 avec addition soit de 0,23% de Cr, soit de 0,22% de Zr, par rapport au même alliage sans ces additions.
Cet article enseigne que le zirconium est plus favorable que le chrome pour limiter la perte de pouvoir durcissant de l'alliage au cours du revenu. Mais même en présence de zirconium, lorsque la vitesse de trempe est de 4°C/s, c'est-à-dire la vitesse de trempe à coeur d'un produit d'environ 200 mm d'épaisseur immergé dans l'eau froide, la chute du pouvoir durcissant est considérable et le zirconium ne permet plus de limiter la sensibilité à la trempe. L'article montre également que, pour la composition testée, même en l'absence de chrome ou de zirconium, on assiste à une chute du pouvoir durcissant pour une vitesse de trempe de l'ordre de 4°C/s.
Les métallurgistes russes ont proposé, pour diminuer la sensibilité à la trempe, l'alliage V93, ou 1930 selon la norme russe GOST 11069, qui ne comporte pas d'éléments antirecristallisants, mais présente une composition très éloignée de celles des alliages 7010 ou 7050, avec en particulier une teneur élevée en fer (entre 0,20 et 0,45%) défavorable à la tenacité et à la résistance à la fatigue.
L'article de H.A. HOLL «Investigations into the possibility of reducing quench sensitivity in high-strength AlZnMgCu alloys», Journal of the Institute of Metals. juillet 1969, pp.200-205, fait la même constatation sur la nocivité des éléments Zr, Mn, Cr et V., c'est-à-dire les antirecristallisants, mais aussi de Fe et Si aux puretés commerciales, sur l'aptitude à la trempe de tôles minces. Celà signifie que pour diminuer la sensibilité à la trempe de ces alliages, il faut utiliser des compositions à bas Fe et Si, ce qui augmente les coûts de production par rapport aux alliages de pureté commerciale. L'enseignement de cet article qui concerne des tôles minces ne peut toutefois pas être transféré aux tôles fortes, compte tenu des différences micro structurales qui résultent des procédés de fabrication différents.
Le brevet US 3881966 d'Alcoa concerne un alliage, enregistré ultérieurement à l'Aluminum Association sous la désignation 7050, contenant de 4,5 à 8% Zn, 1,7 à 3,25% Cu, 1,4 à 2,6% Mg, 0,05 à 0,25% Zr et moins de 0,04% Cr, avec diverses relations entre les teneurs en Zn, Mg et Cu. L'alliage permet, par rapport au 7075, un meilleur compromis entre la résistance mécanique, la tenacité, la résistance à la corrosion sous tension et la sensibilité à la trempe.
La demande WO 80/00711 de Boeing est relative à l'alliage enregistré ultérieurement comme AA 7150, contenant de 5,9 à 6,9% Zn, 2,0 à 2,7% Mg, 1,9 à 2,5% Cu, Fe < 0,15%, Si < 0,12% et de 0.08 à 0,15% Zr. La transformation à chaud est contrôlée de manière à limiter la recristallisation. Il réalise un bon compromis entre résistance mécanique, fatigue et tenacité.
La demande EP 0587274 de Reynolds décrit des alliages contenant de 5,5 à 10% Zn, de 1,75 à 2,6% Mg et 1,8 à 2,75% Cu, dans lesquels les proportions de ces éléments sont ajustées aux proportions stoechiométriques nécessaires à la formation des précipités MgZn2 et Al2CuMg. La tenacité et la résistance à la corrosion feuilletante sont améliorées. Un des exemples mentionnés concerne un alliage de composition: Zn = 6,56% Mg = 1,98% Cu = 1,99% Zr = 0,11% Fe = 0,051% Si = 0,05%. L'article de J.A. WAGNER et R.N. SHENOY «The Effect of Copper, Chromium and Zirconium on the Microstructure and Mechanical Properties of AlZnMgCu Alloys» Metallurgical Transactions A, vol. 22A, novembre 1991, pages 2809-2818, étudie la microstructure d'éprouvettes laminées à l'épaisseur de 38 mm en alliage contenant 6,70% Zn, 2,25% Mg, 0,1% Fe, 0,04% Si, avec des teneurs respectives en Cu de 1,5, 2 et 2,5% et une addition de 0,11% Zr ou 0,20% Cr, et évalue l'influence sur la résistance mécanique et la tenacité des variations de composition.
Enfin, la demanderesse a effectué un relevé des limites d'élasticité R0,2 sens L et TL sur des tôles en alliage 7050 traitées T7451 de différentes épaisseurs destinées à l'industrie aéronautique et a constaté une chute d'environ 0.5 MPa par mm d'épaisseur supplémentaire. Les figures 1 et 2 montrent la distribution statistique de ces valeurs respectivement pour le sens L et le sens TL. Ces résultats recoupent ceux de l'article de DORWARD et al. mentionné plus haut qui montre, à l'état T6, une chute de l'ordre de 40 MPa entre des vitesses de trempe de 25°C/s et 8°C/s, qui correspondent approximativement à des vitesses de refroidissement à coeur dans l'eau froide de tôles d'épaisseur respective 60 et 150 mm.
Ainsi l'état de la technique n'indique aucun moyen, pour des produits épais en alliage 7000, permettant à la fois de maítriser la recristallisation en utilisant du zirconium pour obtenir une résistance et une tenacité élevées et de limiter la sensibilité à la trempe pour disposer de caractéristiques mécaniques homogènes entre la surface et le coeur du produit et éviter la chute de résistance mécanique avec l'épaisseur du produit, surtout si l'on souhaite utiliser des alliages à pureté commerciale en Fe et Si. On sait par ailleurs que pour les alliages 7000 au cuivre, la résistance à la corrosion sous tension se dégrade lorsque la vitesse de trempe diminue, c'est-à-dire lorsque l'épaisseur augmente. Les produits épais en alliages 7000 à cuivre élevé ne sont donc pas une solution envisageable si l'on recherche un bon comportement en corrosion.
But de l'invention
L'invention a pour but de trouver, pour des alliages 7000 au cuivre avec addition de zirconium, un domaine de composition particulier pour des produits épais qui les rende très peu sensibles à la trempe, dans lequel on maítrise la recristallisation à un niveau faible tout en gardant une pureté commerciale en fer et silicium, et qui conduise à une résistance mécanique et une tenacité élevées, ainsi qu'à un bon comportement en fatigue, sans effet néfaste sur la résistance à la corrosion sous tension.
Objet de l'invention
L'invention a pour objet un produit laminé, filé ou forgé en alliage AlZnMgCu d'épaisseur > 60 mm, et de préférence > 125 mm, de composition (% en poids):
  • 5,9 < Zn < 8,7
  • 1,7 < Mg < 2,5 (et de préférence < 2,3)
  • 1,4 < Cu < 2,2 (et de préférence < 2,1)
       Fe < 0,14
       Si < 0,11
  • 0,05 < Zr < 0,15
       Mn < 0,02
       Cr < 0,02
    •    avec: Cu + Mg < 4,1 (et de préférence < 4,05)
    autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
    ce produit étant, après mise en forme, traité par mise en solution, trempe et revenu à l'état T7451 (détensionné par traction contrôlée) ou T7452 (détensionné par compression) et présentant les propriétés suivantes:
    • a) une limite élastique conventionnelle à 0,2% d'allongement R0,2 mesurée à quart épaisseur en sens L et TL > 400 MPa,
    • b) une tenacité en déformation plane sens S-L, mesurée à mi-épaisseur, > 26 MPa√m et sens L-T, mesurée à quart-épaisseur, > 74 - 0,08e - 0,07 R0,2L MPa√m (e étant l'épaisseur du produit en mm),
    • c) un seuil de corrosion sous tension > 240 MPa, et de préférence > 300 MPa.
    Les produits selon l'invention présentent une fraction volumique de grains recristallisés, mesurée dans la partie située entre quart-épaisseur et mi-épaisseur, ≤ 35%. La teneur en magnésium est, de préférence, maintenue supérieure à la teneur en cuivre.
    L'invention a également pour objet un produit en alliage de composition plus restreinte:
  • 5,9 < Zn < 8,7
  • 1,7 < Mg < 2,15
  • 1,4 < Cu < 2,0
  • Fe < 0,14    Si < 0,11
  • Mn < 0,02
  • Cr < 0,02
  • 0,05 < Zr < 0,15
  • Mn < 0,02   Cr < 0,02
    • avec: Mg + Cu < 4,0
    autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
    présentant les mêmes propriétés que précédemment, mais pour lequel le taux de recristallisation a peu d'influence sur ces propriétés.
    La ténacité en déformation plane est de préférence > 28 MPa√m dans le sens S-L et > 74 - 0,08e - 0,07 R0,2L MPa√m. Cette dernière formule est utilisée de manière habituelle dans l'industrie aéronautique.
    L'invention a aussi pour objet des produits selon les revendications 5 et 7 de même composition que précédemment et présentant après un revenu durant un temps équivalent t(eq) compris entre 600 et 1000 heures, les propriétés suivantes:
  • a) une fraction volumique de grains recristallisés (mesurée entre le quart et la mi-épaisseur) < 35%
  • b) R0,2 à quart épaisseur sens L et TL > 425 MPa,
  • c) une tenacité en déformation plane sens S-L > 25 (préf. 28) MPa√m et sens L-T > 74 (pref. 75) - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m.
  • d) un seuil de corrosion sous tension > 240 MPa (préf. 300 MPa).
    • Lorsque le temps équivalent est compris entre 1000 et 1600 h, les propriétés sont les suivantes:
  • b) R0,2 sens L et TL > 400 MPa,
  • c) tenacité en déformation plane sens S-L > 28 MPa√m et sens L-T > 76 (préf. 77) - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m,
  • d) un seuil de corrosion sous tension > 240 MPa.
    • On définit le temps équivalent t(eq) par la formule: t(eq) = (∫exp(-16000/T)dt)/exp(-16000/Tref) où T est la température instantanée en ° K au cours du revenu et Tref est une température de référence choisie à 120°C (393°K). t(eq) est exprimé en heures.
    Description des figures
    La figure 1 représente la limite élastique à 0,2% R0,2 sens L en fonction de l'épaisseur d'un ensemble de tôles en alliage 7050 à l'état T7451 de l'art antérieur.
    La figure 2 représente de la même manière R0,2 sens TL en fonction de l'épaisseur du même ensemble de tôles.
    La figure 3 représente, dans un diagramme Mg-Cu le domaine de composition de l'invention (en traits discontinus), ainsi que le domaine préférentiel (en traits continus fins). et le domaine restreint (en traits continus épais)
    Description de l'invention
    Contrairement à toute attente, et en particulier à l'enseignement de l'article de DORWARD et al. cité plus haut, les inventeurs ont déterminé un domaine de composition d'alliages 7000, contenant du cuivre et du zirconium, avec des teneurs commerciales en fer et silicium, permettant de contrôler la recristallisation, et conduisant, à partir d'une épaisseur d'environ 60 mm, à une réduction de la sensibilité à la trempe du produit lorsque l'épaisseur du produit augmente, tout en maintenant une bonne tenacité et une bonne résistance à la corrosion sous tension, avec une gamme de transformation industrielle conventionnelle.
    La teneur en magnésium de l'alliage est réduite par rapport à celle des alliages 7010 ou 7050, puisqu'elle est centrée autour de 2% au lieu de 2,3%, mais on ne peut descendre au dessous de 1,7% si on veut garder des caractéristiques mécaniques suffisantes. Le cuivre est centré vers 1,7%, ce qui correspond à une augmentation par rapport au 7010, mais une diminution par rapport au 7050. Il est important de maintenir un certain équilibre entre Cu et Mg : si Cu + Mg > 4,1, le compromis tenacité - limite élastique se dégrade et rend le produit inintéressant. Il peut s'avérer intéressant de garder la teneur en Mg supérieure à celle en Cu. Le domaine de composition selon l'invention, ainsi que le domaine préférentiel, est représenté sur un diagramme Mg-Cu à la figure 3.
    On utilise principalement, comme élément antirecristallisant le zirconium, en évitant au maximum le manganèse et le chrome qui accroissent la sensibilité à la trempe. La teneur en Zr doit dépasser 0,05% pour agir sur la recristallisation, mais doit rester en dessous de 0,15% pour èviter la sensibilité à la trempe et éviter des problèmes à la coulée. Le fer et le silicium sont à des teneurs équivalentes à celles du 7010 et du 7050.
    La gamme d'élaboration du produit selon l'invention est semblable à celle des produits en alliages 7000, par exemple en 7010 et 7050. Elle comprend la coulée d'une plaque ou d'une billette, une homogénéisation à une température comprise entre 450 et 485°C, une transformation à chaud en une ou plusieurs étapes par laminage, filage ou forgeage à une température comprise entre 370 et 460°C et contrôlée pour obtenir le taux de recristallisation désiré, une trempe par immersion ou par pulvérisation, à l'eau froide ou à une température inférieure à 95°C, un détensionnement par déformation à température ambiante (traction contrôlée ou compression) d'un taux inférieur à 5%, et un traitement de revenu, pour obtenir par exemple des états T6, T74, T76, T751, T7451 ou T7651, dans le cas notamment de l'utilisation de ces produits pour les moules de plasturgie.
    Exemples Exemple 1
    On a coulé 6 plaques, 3 en alliage 7050 classique, 3 en alliage F selon l'invention, ne différant que par la teneur en Mg et Cu, de compositions suivantes (% en poids):
    Zn Mg Cu Si Fe Zr
    alliage 7050 6,1 2,35 2,20 0,05 0,09 0,10
    alliage F 6,1 2,25 1,68 0,05 0,09 0,10
    Les 6 plaques ont été scalpées, homogénéisées respectivement à 475°C (7050) et 465°C (alliage F), laminées pour chacun des alliages, l'une à l'épaisseur 130 mm, l'autre à 150 mm et la troisième à 200 mm. Pour les plaques en 7050, les températures d'entrée et de sortie du laminage étaient respectivement de 415 et 435°C; pour l'alliage F selon l'invention, elles étaient de 410 et 425°C. Les 6 tôles ont mises en solution à 480°C,trempées par immersion dans l'eau froide et tractionnées avec un taux de déformation de l'ordre de 2%. Les tôles ont ensuite été soumises à un revenu de type bipalier :
  • 6 h à 120°C et 17 h à 165°C pour les tôles en alliage 7050,
  • 6 h à 115°C et 10 h à 172°C pour les tôles en alliage F.
    • On a mesuré sur chacune des tôles à quart d'épaisseur la limite d'élasticité conventionnelle R0,2 dans les sens L et TL (en MPa), ainsi que la tenacité K1c sens L-T (en MPa√m) selon la norme ASTM E399 sur des éprouvettes CT. Les résultats sont reportés sur le tableau 1, la tenacité étant comparée à la valeur (74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m, dans laquelle e désigne l'épaisseur de la tôle en mm. Cette expression permet, pour les produits épais en alliages de type AlZnMgCu de composition proche des alliages connus 7010 et 7050 et des alliages selon l'invention, de comparer des produits d'épaisseur et / ou de caractéristiques mécaniques statiques différentes. On constate que les tôles en alliage selon l'invention présentent une absence totale de sensibilité à la trempe lorsque l'épaisseur augmente, ce qui n'est pas le cas pour les tôles en 7050 classique, comme cela ressortait déjà des figures 1 et 2. Ainsi, bien que les teneurs en Mg et Cu soient plus faibles, on obtient de manière inattendue, pour ces épaisseurs, une résistance mécanique égale ou supérieure. On constate également une bien meilleure tenacité.
    Epaisseur [mm] R0,2(L) à ¼ ép. [MPa] R0,2(TL) à ¼ ép. [MPa] K1c(LT) à ¼ ép. [MPa√m] 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) [MPa√m]
    alliage 7050 130 450 445 29,6 32,5
    150 443 442 28,4 31,1
    200 415 410 24,0 29,3
    130 445 440 37,5 32,8
    alliage F (invention) 150 443 442 35,8 31,1
    200 448 438 32,6 27,3
    Exemple 2
    On a coulé 2 alliages dont le premier a une composition selon l'invention (alliage G) et le second est un alliage 7050 classique. Les compositions de ces alliages sont données au tableau 2.
    Les plaques coulées ont été homogénéisées autour de 470°C et laminées en 3 passes à l'épaisseur 6 pouces (152 mm), 7,5 pouces (190 mm) ou 8 pouces (203 mm) selon les cas indiqués au tableau 3. Les températures de sortie du laminage sont également indiquées au tableau 3. Les tôles ont été mises en solution à 480°C, trempées par immersion dans l'eau froide et soumises à une traction contrôlée avec un taux de déformation de 2%. Les tôles ont ensuite été soumises à un revenu de type bipalier :
  • 6 h à 115 °C et 10 h à 172 °C pour les tôles en alliage G (selon l'invention),
  • 6 h à 120 °C et 17 h à 165 °C pour les tôles en alliage 7050 (art antérieur).
    • On a mesuré pour chaque couple alliage-épaisseur la limite d'élasticité R0,2 à quart d'épaisseur dans les sens L et TL et la tenacité K1c dans les sens L-T (à quart d'épaisseur), T-L (à quart d'épaisseur) et S-L (à mi-épaisseur) selon la norme ASTM E399. On a mesuré également le taux de recristallisation de chacune des tôles au quart-épaisseur et à mi-épaisseur. Cette mesure a été faite sur des échantillons traités T351, traité ensuite 6 h à 160°C, puis polis et attaqués par une solution contenant 84 parties de solution chromique, 15 parties de solution nitrique et 1 partie de solution fluorhydrique, à température ambiante pendant environ ½ h. Le taux de recristallisation a été mesuré par analyse d'image sur des micrographies de ces échantillons, les grains recristallisés apparaissant en clair sur la matrice non recristallisée en sombre. L'ensemble des résultats a été reporté sur le tableau 3.
    On constate que les tôles selon l'invention présentent une limite élastique du même ordre ou supérieure à celle du 7050 avec un niveau de tenacité, en particulier dans le sens L-T, plus élevé. En effet, la tenacité L-T de la tôle en alliage 7050 n'atteint pas 31,4 MPa√m pour l'épaisseur 152 mm ni 28,1 MPa√m pour l'épaisseur 190 mm, c'est-à-dire les valeurs correspondant à 74 - 0,08e - 0,07 R0,2L.
    On a mesuré par ailleurs, sur les tôles selon l'invention, des charges de rupture sens TC > 300 MPa après 30 jours dans une solution de NaCl à 3,5%, avec des cycles d'immersion-émersion de 10 et 50 mn, selon la norme ASTM G 44-75 relative à la mesure de la résistance à la corrosion sous tension.
    Alliage Zn (%) Mg (%) Cu (%) Fe (%) Si (%) Zr (%)
    G (invention) 6,01 2,26 1,62 0,09 0,04 0,11
    alliage 7050 6,01 2,28 2,22
    Alliage n° Epais. mm Temp. sortie °C R0,2(L) à ¼ ép MPa R0,2(TL) à ¼ ép MPa K1c(LT) à ¼ ép MPa√m K1c(TL) à ¼ ép MPa√m K1c(SL) à ½ ép MPa√m Taux de recrist à ¼% ép % 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m
    G 203 429 441 437 33,5 26,4 29,0 4 26,9
    G 152 425 440 435 33,7 27,4 29,1 6 31,0
    7050 152 427 435 431 28,4 24,8 27,1 42 31,4
    7050 190 435 439 421 26,8 24,2 26,9 38 28,1
    Exemple 3
    On a coulé 5 types d'alliages dont les compositions sont données au tableau 4. L'alliage A est un 7050 classique, l'alliage B un 7050 optimisé à basse teneur en Mg. Les alliages C, D et E ont des compositions selon l'invention. Les plaques coulées ont été homogénéisées autour de 470°C et laminées à chaud à des épaisseurs de 8 pouces (203 mm) ou 8,5 pouces (215 mm). Les tôles ont été mises en solution à 480°C, trempées par immersion dans l'eau froide et soumises à une traction contrôlée avec un taux de déformation de 2%. Les tôles ont ensuite été soumises à un revenu de type bipalier classique avec un premier palier entre 115 °C et 120 °C, et un deuxième palier autour de 170 °C, ce traitement de type bipalier étant caractérisé par un temps équivalent t(eq) entre 950 heures et 1580 heures, donné par l'équation: t(eq ) = ∫exp(-16000/T)dt exp(-16000/Tref)    où T (en Kelvin) signifie la température du traitement thermique qui évolue avec le temps t (en heures), et Tref est une température de référence, prise ici à 393 K soit 120 °C.
    On a mesuré pour chaque couple alliage-épaisseur la limite d'élasticité R0,2 dans le sens L à quart d'épaisseur et la tenacité K1c à quart d'épaisseur dans les sens L-T selon la norme ASTM E399 On a mesuré également le taux de recristallisation de chacune des tôles par la méthode décrite dans l'éxemple 2. L'ensemble des résultats a été reporté sur le tableau 4. Les alliages de types A et B correspondent à l'art antérieur, les alliages de type C, D et E à l'invention. Pour tous ces alliages, le seuil de corrosion sous contrainte était supérieur à 300 MPa.
    alliage Mg % Zn % Cu % épaisseur mm taux de recrist. à ¼ ép. % R0,2(L) à ¼ ép. MPa K1c(LT) à ¼ ép. MPa√m 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m
    A 2,42 6,0 2,29 215 < 10 418 24,6 27,5
    A 2,42 6,0 2,29 215 < 10 420 23,4 27,4
    A 2,42 6,0 2,29 215 < 10 432 25,7 26,6
    A 2,42 6,0 2,29 215 < 10 430 25,7 26,7
    B 2,07 6,4 2,15 203 20 417 27,2 28,6
    C 2,22 6,0 1,84 215 444 29,9 25,7
    C 2,22 6,0 1,84 215 440 29,8 26,0
    C 2,22 6,0 1,84 215 < 10 441 31,6 25,9
    C' 2,21 6,0 1,83 215 < 10 432 30,3 26,6
    C 2,22 6,0 1,84 215 < 10 419 30,3 27,5
    D 2,25 6,0 1,60 203 < 10 444 30,9 26,7
    D 2,25 6,0 1,60 203 < 10 432 32,8 27,5
    D' 2,32 6,1 1,68 215 < 10 416 32,9 27,7
    E 2,08 6,4 1,69 215 < 10 465 35,6 24,3
    On constate que pour les alliages A et B, la valeur de K1c(LT) mesurée à quart d'épaisseur est toujours inférieure à la valeur de référence 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L), tandis que pour les alliages selon l'invention, elle est toujours significativement supérieure. Ceci signifie que le compromis entre caractéristiques mécaniques statiques et tenacité est meilleur.
    Exemple 4
    On a coulé 3 alliages de type E dont les compositions sont données au tableau 5. Les alliages ont été transformés selon le procédé de l'exemple 3, et soumis au même type d'essais. Les résultats sont donnés au tableau 5.
    alliage Mg % Zn % Cu % épaisseur mm taux de recrist. à ¼ ép. % R0,2(L) à ¼ ép. MPa K1c(LT) à ¼ ép. MPa√m 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m
    E 2,08 6,4 1,69 215 < 10 465 35,6 24,3
    E' 2,01 6,4 1,62 215 25 460 32,0 24,6
    E" 1,99 6,4 1,66 215 70 442 29,0 25,9
    On constate que pour le domaine restreint de composition choisi le taux de recristallisation n'a qu'une influence limitée sur le compromis tenacité - limite élastique dans la mesure où la valeur de K1c(LT) mesurée à quart d'épaisseur est toujours nettement supérieure à la valeur de référence 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L).
    Exemple 5
    On a coulé 4 types d'alliages dont les compositions sont données au tableau 6. Les alliages de type E correspondent à l'invention, l'alliage de type B correspond à l'art antériuer. Tous les alliages ont été transformés selon le procédé de l'exemple 3. L'épaisseur des tôles était de 215 mm. Toutefois, on a exploré l'influence du temps équivalent du deuxième palier du revenu. Les tôles ont été soumises aux mêmes types d'essais. Les résultats sont donnés au tableau 6.
    alliage Mg % Zn % Cu % taux de recrist. à ¼ ép. % t(eq) heures R0,2(L) à ¼ ép. MPa K1c(LT) à ¼ ép MPa√m 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m
    E 1,99 6,4 1,66 60 989 442 29,0 25,9
    E" 1,99 6,4 1,66 60 1186 431 28,7 26,6
    E" 1,99 6,4 1,66 60 1383 408 30,2 28,2
    E 2,08 6,4 1,69 < 10 661 477 33,9 23,2
    E 2,08 6,4 1,69 < 10 858 465 35,6 24,2
    E' 2,01 6,4 1,62 30 661 479 29,7 23,2
    E' 2,01 6,4 1,62 30 858 459 32,0 24,6
    E' 2,01 6,4 1,62 30 1055 448 32,5 25,4
    B 2,13 6,0 2,10 15 1120 429 26,6 27,7
    B 2,13 6,0 2,10 15 1383 417 27,2 28,6
    B 2,13 6,0 2,10 15 1645 411 27,9 29,0
    On constate que pour les produits selon l'invention, pour le domaine restreint de composition choisi les conditions du revenu n'ont que peu d'influence sur le compromis tenacité - limite élastique, dans la mesure où la valeur de K1c(LT) mesurée à quart d'épaisseur est toujours nettement supérieure à la valeur de référence 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L). En revanche, les produits selon l'art antérieur sont caractérisés par une valeur de K1c(LT) qui se situe toujours nettement au-dessous de la valeur de référence.
    Exemple 6
    On a coulé 2 alliages de type D dont les compositions sont données au tableau 7 (la teneur en zinc était de 6,0 % pour les deux alliages). Les alliages ont été transformés selon le procédé de l'exemple 3. Les tôles ont été soumises au même type d'essais. Les résultats sont donnés au tableau 7.
    alliage Mg % Cu % Zr % ép. mm mm taux de recrist. à ¼ ép. % taux de recrist. à ½ ép. % R0.2(L) à ¼ ép. MPa R0,2(TL) à ¼ ép. MPa K1c(LT) à ¼ ép. MPa√m K1c(RL) à 1/2 ép. MPa√m 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m
    D 2,25 1,60 0,12 203 17 431 431 32,8 29,5 27,5
    D 2,25 1,60 0,12 153 4 8 433 431 33,8 29,7 31,5
    D" 2,28 1,65 0,11 203 40 30 459 445 25,4 26,1 25,6
    D" 2.28 1,65 0,11 152 44 35 447 441 28,5 25,0 30.5
    On constate que pour le domaine de composition choisi la recristallisation est critique pour obtenir un compromis tenacité - limite élastique acceptable. Plus particulièrement, la valeur du taux de recristallisation ne doit pas dépasser environ 35 % entre quart épaisseur et mi-épaisseur pour assurer que la valeur de K1c(LT) mesurée à quart d'épaisseur est toujours supérieure à la valeur de référence 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L).

    Claims (14)

    1. Produit laminé, filé ou forgé en alliage d'aluminium AlZnMgCu d'épaisseur > 60 mm de composition en % en poids:
      5,9 < Zn < 8,7
      1,7 < Mg < 2,5
      1,4 < Cu < 2,2
         Fe < 0,14
         Si < 0,11
      0,05 < Zr < 0,15
         Mn < 0,02
         Cr < 0,02
      avec: Mg + Cu < 4,1
      autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
      ce produit étant, après mise en forme, traité par mise en solution, trempe et revenu à l'état T7451 ou T7452, présentant une microstructure avec, entre le quart et la mi-épaisseur, une fraction volumique de grains recristallisés < 35%, ainsi que les propriétés suivantes:
      a) une limite élastique R0,2 mesurée à quart-épaisseur > 400 MPa en sens L et TL,
      b) une ténacité en déformation plane sens S-L, mesurée à mi-épaisseur, selon la norme ASTM E399 > 26 MPa√m et sens L-T, mesurée à quart-épaisseur, > 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m où e = épaisseur du produit en mm,
      c) un seuil de corrosion sous tension selon ASTM G 44-75 > 240 MPa
    2. Produit selon la revendication 1, dans lequel 1,7 < Mg < 2,3.
    3. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel 1,4 < Cu < 2,1.
    4. Produit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tenacité en déformation plane sens S-L est > 28 MPa√m et sens L-T > 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m.
    5. Produit laminé, filé ou forgé en alliage d'aluminium AlZnMgCu d'épaisseur > 60 mm de composition % en poids:
      5,9 < Zn < 8,7
      1,7 < Mg < 2,5 et préférentiellement 1,7 < Mg < 2,3
      1,4 < Cu < 2,2 et préférentiellement 1,4 < Cu < 2,1
         Fe < 0,14
         Si < 0,11
      0,05 < Zr < 0,15
         Mn < 0,02
         Cr < 0,02
      avec: Mg + Cu < 4,1 et préférentiellement Mg + Cu < 4,05,
      autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
      ce produit étant, après mise en forme, traité par mise en solution, trempe et revenu pendant un temps équivalent t(eq) t(eq ) = ∫exp(-16000/T)dt exp(-16000/Tref) compris entre 600 heures et 1000 heures, où T en Kelvin signifie la température du traitement thermique qui évolue avec le temps t en heures, et Tref est une température de référence, prise à 393 K, et présentant les propriétés suivantes:
      a) une fraction volumique de grains recristallisés mesurée entre le quart et la mi-épaisseur < 35%,
      b) une limite élastique R0,2 mesurée à quart-épaisseur > 425 MPa en sens L et TL,
      c) une ténacité en déformation plane sens S-L, mesurée à mi-épaisseur, selon la norme ASTM E 399 > 25 MPa√m et sens L-T, mesurée à quart-épaisseur, > 74 - 0,08e - 0,07 R0,L MPa√m où e = épaisseur en mm,
      d) un seuil de corrosion sous tension > 240 MPa selon ASTM G 44-75.
    6. Produit selon la revendication 5, caractérisé par les propriétés suivantes :
      a) une limite élastique R0,2 mesurée à quart-épaisseur > 425 MPa en sens L et TL,
      b) une tenacité en déformation plane sens S-L > 28 MPa√m et sens L-T > 75 - 0,08e - 0,07 R0,2L MPa√m (e = épaisseur en mm).
    7. Produit laminé, filé ou forgé en alliage d'aluminium AlZnMgCu d'épaisseur > 60 mm de composition en % en poids;
      5,9 < Zn < 8,7
      1,7 < Mg < 2,5 et préférentiellement 1,7 < Mg < 2,3
      1,4 < Cu < 2,2 et préférentiellement 1,4 < Cu < 2,1
         Fe < 0,14
         Si < 0,11
      0,05 < Zr < 0,15
         Mn < 0,02
         Cr < 0,02
      avec: Mg + Cu < 4,1 et préférentiellement Mg + Cu < 4,05,
      autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
      ce produit étant, après mise en forme, traité par mise en solution, trempe et revenu pendant un temps équivalent t(eq) t(eq ) = ∫exp(-16000/T)dt exp(-16000/Tref) compris entre 1000 heures et 1600 heures, où T en Kelvin signifie la température du traitement thermique qui évolue avec le temps t en heures, et Tref est une température de référence, prise à 393 K, présentant les propriétés suivantes:
      a) une fraction volumique de grains recristallisés mesurée entre le quart et la mi-épaisseur < 35%,
      b) une limite élastique R0,2 mesurée à quart-épaisseur > 400 MPa en sens L et TL,
      c) une ténacité en déformation plane sens S-L, mesurée à mi-épaisseur, selon la norme ASTM E 399 > 28 MPa√m et sens L-T, mesurée à quart-épaisseur, > 76 - 0,08e - 0,07 R0,2L MPa√m où e = épaisseur en mm,
      d) un seuil de corrosion sous tension > 240 MPa, selon ASTM G 44-75.
    8. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le seuil de corrosion sous tension est supérieur à 300 MPa.
    9. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la teneur en magnésium est supérieure à la teneur en cuivre.
    10. Produit laminé, filé ou forgé d'épaisseur supérieure à 60 mm en alliage d'aluminium AlZnMgCu de composition en % en poids:
      5,9 < Zn < 8,7
      1,7 < Mg < 2,15
      1,4 < Cu < 2,0
         Fe < 0,14
         Si < 0,11
      0,05 < Zr < 0,15
         Mn < 0,02
         Cr < 0,02
      avec: Mg + Cu < 4,0
      autres éléments < 0,05 chacun et < 0,10 au total, reste aluminium,
      traité, après mise en forme, par mise en solution, trempe et revenu à l'état T7451 ou T7452, et présentant, quel que soit le degré de recristallisation, les propriétés suivantes:
      a) une limite élastique R0,2 mesurée à quart-épaisseur > 400 MPa en sens L et TL,
      b) une ténacité en déformation plane sens S-L, mesurée à mi-épaisseur, selon la norme ASTM E399 > 26 MPa√m et sens L-T, mesurée à quart-épaisseur, > 74 - 0,08e - 0,07 R0,2(L) MPa√m où e = épaisseur en mm,
      c) un seuil de corrosion sous tension selon ASTM G 44-75 > 240 MPa
    11. Procédé de fabrication d'un produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 comportant la coulée d'une plaque ou d'une billette, une homogénéisation à une température comprise entre 440 et 485°C, une transformation à chaud en une ou plusieurs étapes par laminage, filage ou forgeage à une température comprise entre 370 et 460°C et contrôlée pour obtenir une fraction volumique de grains recristallisés > 35% entre le quart et la mi-épaisseur, une mise en solution à une température comprise entre 460 et 485°C, une trempe à l'eau froide ou à une température < 95°C, une déformation à température ambiante à un taux < 5% et un revenu.
    12. Utilisation d'un produit selon l'une des revendications 1 à 6 pour la fabrication d'éléments d'éléments de structure d'avions.
    13. Utilisation selon la revendication 12 pour la fabrication de longerons d'aile d'avion.
    14. Utilisation d'un produit selon l'une des revendications 1 à 10 pour la fabrication de moules d'injection de matières plastiques.
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