FR2828498A1 - Produit corroye en alliage d'aluminium et de magnesium, et structure soudee et reservoir comportant un tel produit - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un produit corroyé en un alliage d'aluminium et de magnésium dont la composition, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :3, 1 < Mg <4, 5; 0, 4 < Mn < 0, 85; 0, 4 < Zn < 0, 8; 0, 06 < Cu < 0, 35; Cr < 0, 25; Fe < 0, 35; Si < 0, 2; Zr < 0, 25; Ti < 0, 3; le complément étant constitue par l'aluminium et des impuretés qui représentent chacune au plus 0, 05 % en poids de l'alliage, et toutes ensemble, au maximum 0, 15 % en poids de l'alliage. La présente invention concerne en outre une structure soudée et un réservoir comportant un tel produit.

Description

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Produit corroyé en alliage d'aluminium et de magnésium, et structure soudée et réservoir comportant un tel produit
La présente invention concerne un produit corroyé en alliage d'aluminium, en particulier un produit laminé en alliage d'aluminium et de magnésium. Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne une structure soudée ou un réservoir comprenant un tel produit corroyé en alliage d'aluminium.
On sait qu'on emploie de tels produits en alliage d'aluminium et de magnésium, sous forme de feuilles ou de plaques, pour la construction de structures soudées ou assemblées par joints, dans les domaines des constructions navales, automobiles ou aéronautiques, des réservoirs de stockage, des réservoirs de fluide sous pression, et des structures terrestres ou marines. Les produits corroyés sont des produits qui ont subi un traitement mécanique tel que laminage, extrusion ou forgeage. Les produits laminés peuvent avoir une épaisseur d'environ 200 mm.
On connaît un alliage standard qui présente une bonne aptitude à la mise en forme et au soudage, à savoir l'alliage d'aluminium AA5454
Figure img00010001

(AA : notation de l'Aluminium Association), dont la composition nominale, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :
Figure img00010002

2, 4 < Mg < 3, 0 0, 50 < Mn < 1, 0 Zn < 0, 25 CuO. 10 0, 05 S ; Cr S ; 0, 20 Fe S ; 0, 40 Si S ; 0, 25 Ti S ; 0, 20
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le complément étant constitué par l'aluminium et d'autres constituants qui représentent chacun moins de 0, 05 % en poids, et tous ensemble, moins de 0,15 % en poids de l'alliage.
Cet alliage AA5454 présente une aptitude à la mise en forme et une aptitude au soudage satisfaisantes pour de nombreuses applications, mais sa résistance mécanique n'est pas assez élevée. On cherche en effet constamment à diminuer l'épaisseur des produits laminés, mais il est corrélativement indispensable d'en augmenter la résistance mécanique. Par ailleurs, à cause de sa teneur assez faible en magnésium, un produit en cet alliage n'est pas sensible à la corrosion intergranulaire (CIG).
L'alliage d'aluminium AA5083, dont la teneur en magnésium vaut de 4,0 à 4,9 % en poids, est connu pour être sensible à la CIG. Ceci est très gênant car un produit qui résiste mal à la CIG ne peut pas être employé en toute sécurité, en particulier à des températures de service supérieures à 65 C.
L'invention a pour but de proposer un produit corroyé en alliage d'aluminium qui présente, dans un état similaire de traitement thermique, une résistance mécanique plus élevée que celle de l'alliage AA5454, ainsi qu'une aptitude à la mise en forme au moins aussi satisfaisante que celle de l'alliage AA5454, et qui présente également une aptitude au soudage au moins équivalente à celle de cet alliage.
L'invention a également pour but de proposer un produit corroyé en alliage qui, dans un état similaire de traitement thermique, présente des propriétés mécaniques similaires à celles de l'alliage AA5083, en particulier en ce qui concerne la résistance mécanique et l'aptitude à la mise en forme, et qui en même temps résiste mieux à la corrosion intergranulaire que l'alliage AA5083, au moins lorsque l'on considère cet alliage AA5083 dans l'état 0 de traitement thermique.
L'invention a encore pour but de proposer un produit corroyé en alliage qui, dans un état similaire de traitement thermique, présente des propriétés mécaniques similaires à celles de l'alliage AA5083, en particu- lier en ce qui concerne la résistance mécanique et l'aptitude à la mise en forme, et qui en même temps résiste aussi bien ou mieux à la corrosion intergranulaire que l'alliage AA5454.
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Figure img00030001
Selon l'invention, on propose un alliage d'aluminium et de magnésium, sous forme d'un produit corroyé, dont la composition, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :
Figure img00030002

3, 1 < Mg < 4, 5 0, 4 < Mn < 0, 85 0, 4 < Zn < 0, 8 0, 06 < Cu < 0, 35 Cr < 0, 25 Fe < 0, 35 Si < 0, 2 Zr < 0, 25 Ti < 0, 3 le complément étant constitué par l'aluminium et des impuretés qui représentent chacune au plus 0,05 % en poids de l'alliage, et toutes ensemble, au maximum 0,15 % en poids de l'alliage.
L'invention permet ainsi l'obtention de produits corroyés en un alliage présentant une résistance mécanique supérieure à celle de l'alliage AA5454. Les joints de soudure en cet alliage ont aussi une plus forte résistance mécanique que des joints en l'alliage AA5454, si l'on considère des matériaux qui se trouvent dans un état identique ou similaire de traitement thermique.
On a eu la surprise de constater qu'un produit de l'invention présente une bonne résistance à la corrosion, et en particulier à la corrosion intergranulaire. On pensait jusqu'ici qu'il était normal que la résistance à la corrosion intergranulaire diminue quand la teneur en magnésium dépasse environ 3,0 % en poids, mais la résistance à la corrosion intergranulaire des produits de l'invention est forte, si on les compare à des produits corroyés en alliages connus des séries AA-5xxx dont la teneur en magnésium est supérieure à 3,1 % en poids.
On a constaté qu'un produit corroyé en alliage de l'invention présente une perte de poids-mesurée selon la norme ASTM G67, après 100 heures de sensibilisation à une température de 100 oC - inférieure à 15 mg/cm2, en particulier inférieure à 10 mg/cm2, et même, pour les meilleurs exemples, inférieure à 6 mg/cm2.
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On pense que la combinaison intéressante de propriétés améliorées du matériau de l'invention, en particulier une meilleure résistance mécanique associée à une meilleure résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion intergranulaire, résulte de l'introduction en une combinaison équilibrée, c'est-à-dire dans les intervalles de teneurs indiqués, des éléments d'alliage Mg, Mn, Zn et Cu. On pense en particulier que, si les teneurs en cuivre et en zinc sont comprises dans les intervalles indiqués selon l'invention, ceci contribue à améliorer la résistance mécanique du produit corroyé en alliage d'aluminium et optimise également la résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion intergranulaire et à la corrosion feuilletante.
Le magnésium est le principal élément de renforcement dans le produit en alliage. Des teneurs en Mg supérieures à 3, 1 % en poids donnent bien la résistance mécanique recherchée. Mais pour que l'alliage présente la résistance voulue à la corrosion, il ne faut pas que la teneur en Mg dépasse 4,5 % en poids. Il est préférable que la proportion de Mg n'excède pas 4,4 % en poids, ce qui donne une bonne ténacité à la rupture et permet une fabrication aisée. Dans un mode particulier de réalisation, la proportion de Mg est supérieure à 3,6 % en poids, car on obtient ainsi plus facilement un produit en alliage présentant les caractéristiques équilibrées re- cherchées. Il est particulièrement surprenant que, même pour une teneur en Mg supérieure à 3,6 % en poids, mais inférieure à 4,5 % en poids, la ré- sistance à la corrosion intergranulaire reste satisfaisante. Quand la teneur en Mg vaut de préférence au moins 3,8 % en poids, et mieux encore, plus de
4,05 % en poids, ceci donne un produit en alliage présentant un meilleur compromis entre résistance à la traction et limite d'élasticité d'une part, résistance à la corrosion d'autre part.
Le manganèse est un élément d'alliage essentiel. Le manganèse, associé au magnésium, apporte de la résistance mécanique aux produits corroyés en alliage, ainsi qu'aux joints soudés en alliage. Si la teneur en
Mn est inférieure à 0,4 % en poids, on ne peut pas obtenir des joints soudés en alliage ayant une résistance mécanique suffisante. Mais si cette teneur dépasse 0,85 % en poids, l'aptitude du produit en alliage à la mise en forme devient trop médiocre. Dans un mode particulier de réalisation, la propor- tion de Mn ne vaut pas plus de 0,69 % en poids, et de préférence, pas plus
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de 0,6 % en poids, ce qui permet d'optimiser encore l'aptitude à la mise en forme dans l'équilibre des propriétés mécaniques. Il est en outre préférable que la teneur en Mn soit supérieure à 0,45 % en poids, et mieux encore, supérieure à 0,5 % en poids, ce qui permet d'obtenir une résistance mécanique satisfaisante, dans l'équilibre des propriétés mécaniques.
Le zinc est un additif important pour la résistance à la corrosion de l'alliage et pour son aptitude à la mise en forme. Pour obtenir une résistance suffisante à la corrosion intergranulaire, il faut introduire dans l'alliage au moins 0,4 % en poids de zinc. Si la teneur en Zn vaut plus de 0,8 %, l'allongement uniforme est réduit de manière significative, ce qui a une influence défavorable sur l'aptitude du produit en alliage à la mise en forme, par exemple sur son aptitude au pliage en U. Dans un mode particulier de réalisation, la teneur en Zn ne dépasse pas 0,75 % en poids, ce qui garantit à l'alliage une bonne résistance à la corrosion feuilletante associée à une bonne aptitude à la mise en forme. Il est préférable que la teneur en Zn ne dépasse pas 0,6 % en poids, car l'équilibre des propriétés du produit en alliage se trouve ainsi encore davantage optimisé.
On a constaté avec surprise que le cuivre, en une teneur située dans un étroit intervalle, augmente la résistance de l'alliage à la corrosion intergranulaire, même si la teneur en Mg est relativement élevée. Norma- lement, on évite d'ajouter délibérément du cuivre à des alliages d'alumi- nium et de magnésium de ce type, car on pense que cet élément réduit leur résistance à la corrosion. Mais on a observé que la présence de Cu en une proportion supérieure à 0,06 % en poids a un effet favorable sur la résis- tance à la corrosion. Toutefois, il est recommandé de maintenir la teneur en Cu à une valeur inférieure à 0,35 % en poids, afin d'éviter des effets défavorables sur la résistance la corrosion, en particulier à la piqûration (corrosion en piqûres). Dans un mode particulier de réalisation, la propor- tion de Cu est supérieure à 0,075 % en poids, et de préférence, supérieure à 0,1 % en poids. Ceci permet de mieux assurer une bonne résistance à la corrosion intergranulaire. Dans un autre mode particulier de réalisation, la proportion de Cu ne dépasse pas 0,24 % en poids. On atteint ainsi plus facilement un bon équilibre des propriétés intéressantes. Si l'on souhaite prévenir la corrosion dans une zone de soudage, il est préférable que la proportion de Cu n'excède pas 0,18 % en poids. Pour assurer encore mieux
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une bonne résistance à la corrosion dans les zones de soudure, il est préférable que la proportion de Cu ne dépasse pas 0,15 % en poids, ce qui a pour effet d'améliorer également la résistance globale du produit à la corrosion intergranulaire.
Le fer n'est pas un élément essentiel de l'alliage, mais il se trouve habituellement dans l'alliage car il y en a souvent dans les matériaux d'origine. Lors d'une opération de coulée, le fer forme des composés Al-Fe- Mn, et restreint ainsi les effets bénéfiques du manganèse. Il ne faut donc pas que l'alliage contienne du fer en une proportion égale ou supérieure à 0,35 % en poids. Du point de vue des propriétés mécaniques du produit, et en particulier de son aptitude à la mise en forme, il vaut mieux maintenir la teneur en fer de l'alliage à une valeur inférieure à 0,2 % en poids.
Le silicium n'est pas un élément essentiel de l'alliage. Cet élément se combine également avec le fer et forme alors des particules grossières de phase Al-Fe-Si, qui peuvent réduire l'endurance (longévité à la fatigue) et la ténacité à la rupture des joints soudés en alliage. C'est pour cette raison que la teneur en Si est maintenue à une valeur d'au plus 0,2 % en poids. Pour que le produit en alliage présente une bonne aptitude à la mise en forme, il est préférable que la teneur en Si vaille au plus 0,12 % en poids, et mieux encore, au plus 0,10 % en poids.
Le zirconium n'est pas un élément essentiel pour l'obtention des propriétés anti-corrosion améliorées du produit en alliage, mais il peut favoriser l'obtention d'une structure à grains fins dans la zone de fusion des joints soudés. n convient d'éviter que la teneur en Zr soit supérieure à 0,25 % en poids, car ceci peut entraîner la formation de particules pri- maires très grossières de forme aciculaire, et par là rendre plus difficile la fabrication de l'alliage et réduire l'aptitude à la mise en forme du produit corroyé en alliage.
Le zirconium peut être à l'origine de la formation de particules primaires grossières, en particulier lorsqu'il se trouve combiné avec du ti- tane. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la proportion de Zr n'excède par conséquent pas 0,05 % en poids. De plus, pour un éven- tuel recyclage, il peut être intéressant que les déchets d'usinage ne contien- nent pas de zirconium. De ce point de vue, il est particulièrement préféra- ble de limiter la teneur de l'alliage en Zr à moins de 0,01 % en poids.
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Le titane est fréquemment employé en tant qu'agent d'affinage des grains pendant la solidification de lingots de coulée ou de joints soudés obtenus à partir d'un produit en alliage de l'invention. Cet effet est obtenu pour une teneur en Ti inférieure à 0,3 % en poids et de préférence inférieure à 0,15 % en poids. Le titane peut être remplacé en partie ou en totalité par du vanadium, employé en les mêmes proportions.
Le chrome est un élément d'alliage facultatif, qui permet d'améliorer encore davantage la résistance à la corrosion et la résistance mécanique du produit en alliage. Mais le chrome limite la solubilité du manganèse, ainsi que celle du zirconium s'il y en a. Par conséquent, afin d'éviter la formation indésirable de particules primaires grossières, la teneur en Cr ne doit pas dépasser 0,25 % en poids. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le chrome se trouve dans l'alliage en une proportion de 0,06 à 0,2 % en poids, et mieux encore, de 0,11 à 0,2 % en poids.
Pour de nombreuses applications, il est intéressant que le produit corroyé en alliage d'aluminium soit un produit laminé, par exemple une feuille ou une plaque en alliage d'aluminium.
On peut fournir de tels produits en alliage d'aluminium en une large gamme d'épaisseurs, allant par exemple jusqu'à 200 mm, mais on préfère, pour un produit en alliage d'aluminium de l'invention, que l'épais- seur du produit vaille de 0,7 à 4 mm, et mieux encore, de 1,6 à 2,4 mm.
Les produits en alliage de l'invention peuvent être livrés en divers états de traitement thermique, mais pour l'ensemble d'applications pour lesquelles ces produits sont parfaitement adaptés, il vaut mieux les livrer dans un état donné par un traitement doux, c'est-à-dire à l'état recuit "0", ou bien, dans le cas de feuilles ou de plaques, dans un état légèrement écroui, par exemple à l'état Hlll.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la résis- tance en traction du produit en alliage à l'état 0 à 50 oC, même après 1000 heures de maintien du produit à cette température, vaut au moins 280 MPa, et sa limite d'élasticité à 50 oC, même après 1000 heures de maintien du produit à cette température, vaut au moins 130 MPa. On parvient ainsi à ce que les produits corroyés en alliage présentent des propriétés mécaniques suffisamment bonnes et constantes dans les conditions de mise en service.
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Figure img00080001
De préférence, la limite d'élasticité du produit corroyé en alliage à 100 oC, même après 1000 heures de maintien du produit à cette tempéra- ture, vaut au moins 120 MPa, et mieux encore, au moins 125 MPa. On parvient ainsi à ce que les produits corroyés en alliage présentent des propriétés mécaniques suffisamment bonnes et constantes dans des conditions plus sévères de mise en service.
Le taux d'allongement Aso d'un produit conforme à l'invention vaut au moins 20 %. Ainsi, le taux d'allongement d'un tel produit, qui constitue une mesure de son aptitude à la mise en forme, est au moins aussi satisfaisant que celui de l'alliage standard AA5083, dans un état semblable conféré par un traitement thermique léger.
La présente invention concerne en outre une structure soudée dont au moins une partie est constituée d'un produit correspondant à l'un des modes de réalisation décrits dans ce qui précède. Un alliage qui correspond à l'un des modes de réalisation décrits dans ce qui précède convient très bien pour être employé dans une telle structure soudée, en raison de son excellente aptitude au soudage et de sa forte résistance mécanique en zone de soudure.
La présente invention concerne en outre un réservoir à fluide sous pression, en particulier soudé, qui comporte une enceinte constituée d'un produit en alliage d'aluminium corroyé, en particulier laminé, corres- pondant à l'un des modes de réalisation décrits dans ce qui précède. En rai- son de la plus forte résistance mécanique d'un tel matériau, on peut réduire l'épaisseur des parois du réservoir, de sorte que celui-ci pèse moins. En outre, le comportement du réservoir vis-à-vis de la corrosion peut en être amélioré. Un réservoir à fluide sous pression conforme à cet aspect de l'in- vention peut être mis en service à une température relativement élevée, et en particulier, à une température supérieure à 65 C.
La présente invention concerne en outre un système de suspen- sion pneumatique, notamment pour véhicule automobile, comportant un réservoir à fluide sous pression du type décrit ci-dessus.
La présente invention concerne en outre un système de freinage pour véhicule de transport, comportant un réservoir à fluide sous pression du type décrit ci-dessus.
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La présente invention concerne en outre un véhicule de transport comportant un tel système de freinage ou un tel système de suspension pneumatique. En particulier, ce véhicule de transport peut être un véhicule automobile comportant un tel système de freinage. En raison des bonnes propriétés de résistance à la corrosion de l'alliage de l'invention, un tel système de freinage ou de suspension pneumatique peut être monté sans protection particulière sur un véhicule.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de fabrication de produits corroyés en alliage d'aluminium, lequel procédé comporte les étapes suivantes : a) préparer un produit intermédiaire en un alliage dont la composition est conforme à l'invention, c'est-à-dire à ce qui est mentionné plus haut ; b) travailler à froid ce produit intermédiaire pour lui donner son épais- seur finale, et obtenir ainsi un produit corroyé intermédiaire ; c) soumettre ce produit corroyé intermédiaire à un recuit en le chauffant à une vitesse de 2 à 200 C/s, en le maintenant pendant au plus 100 secondes à une température de mise en solution, de 480 à 570 C, et en le refroidissant ensuite à une vitesse de 10 à 500 C/s, jusqu'à une température inférieure à 150 C.
Par ce procédé, on parvient à exploiter pleinement l'influence bénéfique du cuivre sur la résistance de l'alliage à la corrosion intergranu- laire. Quand on suit d'autres programmes de recuit, le produit corroyé en alliage d'aluminium obtenu présente certes de bonnes propriétés, mais on pense que le programme de recuit exposé dans l'étape (c) exalte l'influence bénéfique du cuivre sur les propriétés anti-corrosion de l'alliage.
On peut mettre en oeuvre ce programme de recuit dans une instal- lation de recuit fonctionnant en continu. Les vitesses de chauffage indi- quées peuvent être atteintes, par exemple, à l'aide d'un dispositif de chauf- fage homogène comme un appareil de chauffage par induction. Ceci per- met de conférer à une feuille de meilleures propriétés mécaniques. Il est possible d'opérer aux vitesses de chauffage et de refroidissement requi- ses, même dans le cas de feuilles dont l'épaisseur vaut jusqu'à 4 mm, mais surtout dans celui de feuilles épaisses de moins de 2,4 mm.
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On a obtenu des résultats particulièrement avantageux dans le cas où, dans ce procédé, la température de mise en solution se situe entre 520 et 550 C.
On a constaté que l'équilibre des propriétés d'un produit obtenu par le procédé de l'invention est mieux optimisé dans le cas où le produit est maintenu à la température de mise en solution pendant un laps de temps valant jusqu'à 40 secondes.
Dans un mode particulier de réalisation, la vitesse de chauffage vaut au moins 50 C/s, et de préférence, au moins 80 C/s. On a constaté qu'on parvient alors à un équilibre plus avantageux entre les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion intergranulaire. C'est en particulier le cas quand, d'autre part, la vitesse de refroidissement après la mise en solution vaut au moins 100 C/s.
On va maintenant illustrer l'invention à l'aide d'exemples tirés d'essais réalisés en laboratoire.
On a préparé des brames présentant les diverses compositions chimiques indiquées ci-dessous dans le tableau 1 (complément à 100 % : aluminium). Les alliages des brames A et B correspondent respectivement aux alliages standard AA5454 et AA5083, et ceux des brames C à F à des alliages de l'invention.
Tableau 1
Compositions (en pourcentages pondéraux) d'alliages de brames de coulée (complément à 100 % : aluminium et impuretés)
Figure img00100001
<tb>
<tb> brame <SEP> Inv. <SEP> ? <SEP> Mg <SEP> Mn <SEP> Zn <SEP> Cu <SEP> Cr <SEP> Fe <SEP> Si <SEP> Zr <SEP> Ti
<tb> A <SEP> non <SEP> 2,7 <SEP> 0,75 <SEP> 0,02 <SEP> 0,005 <SEP> 0,10 <SEP> 0,30 <SEP> 0,16 <SEP> 0,001 <SEP> 0,02
<tb> B <SEP> non <SEP> 4,5 <SEP> 0,50 <SEP> 0,03 <SEP> 0,005 <SEP> 0,10 <SEP> 0,31 <SEP> 0,16 <SEP> 0,001 <SEP> 0,015
<tb> C <SEP> oui <SEP> 4, <SEP> 29 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0,54 <SEP> 0,085 <SEP> 0,14 <SEP> 0,14 <SEP> 0,04 <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP> 0,02
<tb> D <SEP> oui <SEP> 4,29 <SEP> 0,50 <SEP> 0,54 <SEP> 0,085 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> 0,001 <SEP> 0,02
<tb> E <SEP> oui <SEP> 4, <SEP> 31 <SEP> 0,52 <SEP> 0,51 <SEP> 0,18 <SEP> 0,15 <SEP> 0,19 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> F <SEP> oui <SEP> 4,31 <SEP> 0,52 <SEP> 0,51 <SEP> 0,18 <SEP> 0,15 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb>
<Desc/Clms Page number 11>
Le traitement subi par les brames A, B, C et E comportait un préchauffage, puis 5 heures de recuit d'homogénéisation à la température de 540 C, un laminage à chaud où la température de sortie valait à peu près 330 C, suivi d'un laminage à froid où le taux de réduction valait 60 %, et finalement, 1 heure de léger recuit en mode discontinu, à la température de 330 C. Les brames D et F ont subi le même traitement que les brames A, B, C et E, sauf en ce qui concerne le léger recuit final qui était un recuit de 10 secondes à 530 C, effectué en mode continu. Les plaques ainsi obtenues, dont l'épaisseur finale valait 3 mm, se trouvaient à l'état Hill de traitement thermique.
On a soumis ces produits à des essais de traction, effectués selon la norme EN-10002, et l'on donne ci-dessous, dans le tableau 2, les résultats obtenus dans les directions parallèle et perpendiculaire.
Tableau 2
Résistance à la rupture en traction (RR), limite d'élasticité à 0,2 % (LE) et taux d'allongement (Aso)
Figure img00110001
<tb>
<tb> Direction <SEP> RR <SEP> PS <SEP> Ac
<tb> Alliage <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> (MPa) <SEP> (MPa) <SEP> (%)
<tb> A <SEP> (AA5454) <SEP> parallèle <SEP> 237 <SEP> 108 <SEP> 19
<tb> perpendiculaire <SEP> 233 <SEP> 107 <SEP> 20
<tb> B <SEP> (AA5083) <SEP> parallèle <SEP> 299 <SEP> 149 <SEP> 19
<tb> perpendiculaire <SEP> 293 <SEP> 147 <SEP> 21
<tb> parallèle <SEP> 299 <SEP> 141 <SEP> 19
<tb> perpendiculaire <SEP> 293 <SEP> 139 <SEP> 21
<tb> parallèle <SEP> 303 <SEP> 146 <SEP> 22
<tb> D <SEP> perpendiculaire <SEP> 294 <SEP> 145 <SEP> 23
<tb> parallèle <SEP> 300 <SEP> 141 <SEP> 19
<tb> perpendiculaire <SEP> 296 <SEP> 141 <SEP> 21
<tb> parallèle <SEP> 303 <SEP> 148 <SEP> 21
<tb> perpendiculaire <SEP> 297 <SEP> 146 <SEP> 21
<tb>
On a aussi soumis ces produits à un test de perte de poids, réalisé selon la norme ASTM G67, après 100 heures de sensibilisation à 100 C dans l'état Hlll de traitement thermique. Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous dans le tableau 3.
<Desc/Clms Page number 12>
Tableau 3 Perte de poids (en mg/cm2) après sensibilisation
Figure img00120001
<tb>
<tb> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F
<tb> 100 <SEP> h <SEP> à <SEP> 100 <SEP> oc <SEP> 6 <SEP> 36 <SEP> 22 <SEP> 14 <SEP> 11 <SEP> 7
<tb>
Ces résultats montrent que la résistance à la corrosion de chacun des produits C à F est nettement meilleure que celle de l'alliage standard AA5083 (B). Les produits D à F présentent une perte de poids inférieure à 15 mg/cm2, valeur qui constitue, d'après la norme ASTM G67, la limite supérieure de cette perte de poids pour qu'un produit soit regardé comme insensible à la corrosion intergranulaire. Par ailleurs, comme on peut le constater d'après le tableau 2, le taux d'allongement Asa des produits C à F est suffisamment grand.
Pour les conditions dans lesquelles on a effectué la sensibilisation, les produits D et F résistent mieux à la corrosion intergranulaire que, respectivement, les produits C et E. Apparemment, le fait de réaliser le recuit en mode continu permet d'améliorer la résistance des produits à la corrosion intergranulaire. On peut s'attendre à ce que la différence soit encore plus nette quand on opère la sensibilisation dans des conditions plus sévères.
On a aussi testé un produit en alliage C à l'état non-sensibilisé, et sa perte de poids ne vaut alors que 3 mg/cm2.
On peut souder sans aucun problème des produits en alliage C à F par soudage TIG (soudage à l'arc en atmosphère de gaz inerte avec électrode réfractaire).
Au cours d'une série d'essais supplémentaires, on a étudié l'in- fluence du cuivre sur la résistance à la corrosion. On a préparé quelques brames supplémentaires présentant les diverses compositions chimiques indiquées ci-dessous dans le tableau 4 (complément à 100 % : aluminium).
On a soumis ces produits en alliage supplémentaires à un traite- ment identique à celui subi par les produits en alliage D et F, à savoir un traitement comportant un léger recuit final effectué en mode continu.
<Desc/Clms Page number 13>
Tableau 4
Compositions (en pourcentages pondéraux) d'alliages de brames de coulée (complément à 100 % : aluminium et impuretés)
Figure img00130001
<tb>
<tb> brame <SEP> Inv. <SEP> ? <SEP> Mg <SEP> Mn <SEP> Zn <SEP> Cu <SEP> Cr <SEP> Fe <SEP> Si <SEP> Zr <SEP> Ti
<tb> G <SEP> non <SEP> 4,18 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,02 <SEP> 0,15 <SEP> 0,17 <SEP> 0,10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> H <SEP> oui <SEP> 4,24 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,12 <SEP> 0,16 <SEP> 0,20 <SEP> 0,10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> J <SEP> oui <SEP> 4, <SEP> 29 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 0,30 <SEP> 0,15 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 02
<tb> K <SEP> non <SEP> 4, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 0,42 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 02
<tb>
Figure img00130002

On a soumis ces produits en alliage à un test de perte de poids, réalisé selon la norme ASTM G67, après 100 heures de sensibilisation à 100 C dans l'état Hill de traitement thermique. On a aussi soumis ces produits à un test ASSET de sensibilité à la corrosion feuilletante, réalisé selon la norme ASTM G66, après soudage suivi de 100 heures de sensibilisation à 100 C. Ce soudage était un soudage TIG réalisé avec un fil d'alliage AA5183 utilisé comme fil d'apport. Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous dans le tableau 5. Les résultats des tests ASSET concernent les zones affectées par le traitement thermique (ZAT), où l'on trouve habituellement les attaques les plus graves.
Tableau 5
Perte de poids (en mg/cm2) et résultats des tests ASSET après sensibilisation
Figure img00130003
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> Perte <SEP> de <SEP> poids <SEP> Résultat <SEP> ASSET
<tb> Alliage <SEP> cuivre <SEP> (%) <SEP> (mglcm2) <SEP> (ZAT) <SEP> *
<tb> G <SEP> 0,02 <SEP> 30 <SEP> N
<tb> D <SEP> 0,085 <SEP> 14 <SEP> P. <SEP> A
<tb> H <SEP> 0,12 <SEP> 8 <SEP> P. <SEP> A
<tb> F <SEP> 0,18 <SEP> 7 <SEP> P. <SEP> B
<tb> J <SEP> 0,30 <SEP> 6 <SEP> P. <SEP> B
<tb> K <SEP> 0,42 <SEP> 6 <SEP> P. <SEP> C
<tb>
*"P. A"signifie"piqûration de niveau A" ; il en est de même pour"P. B"et"P. C".
<Desc/Clms Page number 14>
D'après la norme ASTM G67, pour qu'un produit soit regardé comme insensible à la corrosion intergranulaire, il faut qu'il présente une perte de poids d'au plus 15 mg/cm2. Dans la norme ASTM G66, on donne les intervalles de classement des résultats, mais on ne précise pas les limites d'admissibilité ou de non-admissibilité. Toutefois, pour un spécialiste en la matière, il est clair qu'une piqûration de niveau A est encore admissible, alors qu'une piqûration de niveau C est inadmissible. Pour la plupart des applications, une piqûration de niveau B est encore admissible.
Ces résultats indiquent que la résistance à la corrosion intergranulaire augmente avec la teneur en cuivre, mais qu'en même temps, la résistance à la piqûration diminue. Ce n'est que pour une teneur en cuivre inférieure ou égale à 0,30 % en poids que la résistance à la piqûration est satisfaisante. On estime que, si la teneur en cuivre est supérieure à environ
Figure img00140001

2 0, 075 % en poids, la perte de poids reste inférieure à 15 mg/cm2.
C'est sur ces résultats que l'on se fonde pour conclure que l'intervalle le plus large des valeurs que peut effectivement prendre la teneur en cuivre de l'alliage va de 0,06 à 0,35 % en poids. Mais il est préférable que cette teneur en cuivre ne dépasse pas 0,18 % en poids, pour que soit maintenue la résistance à la corrosion dans les zones de soudage.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Produit corroyé en alliage d'aluminium et de magnésium, caractérisé en ce que la composition de l'alliage, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :
Figure img00150001
3, 1 < Mg < 4, 5 0, 4 < Mn < 0, 85 0, 4 < Zn < 0, 8 0, 06 < Cu < 0, 35 Cr < 0, 25 Fe < 0, 35 Si < 0, 2 Zr < 0, 25 Ti < 0, 3 le complément étant constitué par l'aluminium et des impuretés qui représentent chacune au plus 0,05 % en poids de l'alliage, et toutes ensemble, au maximum 0,15 % en poids de l'alliage.
2. Produit conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion de magnésium dans l'alliage est supérieure à 3,6 % en poids et vaut de préférence au moins 3,8 % en poids.
3. Produit conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de manganèse dans l'alliage vaut au plus 0,69 % en poids, et de préférence, au plus 0,6 % en poids.
4. Produit conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de zinc dans l'alliage vaut au plus 0,75 % en poids, et de préférence, au plus 0,6 % en poids.
5. Produit conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de fer dans l'alliage vaut moins de 0,20 % en poids.
6. Produit conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de zirconium dans l'alliage vaut au plus 0,05 % en poids.
<Desc/Clms Page number 16>
7. Produit conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente, après 100 heures de sensibilisation à 100 C,
Figure img00160001
une perte de poids inférieure à 15 mg/cm2, et de préférence, inférieure à 10 mg/cm2, quand on le soumet à un test de résistance à la corrosion intergra- nulaire effectué selon la norme ASTM G67.
8. Structure soudée, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une partie qui est constituée par un produit conforme à l'une des revendications 1 à 7.
9. Réservoir à fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte constituée d'un produit corroyé en alliage d'aluminium et de magnésium, conforme à l'une des revendications 1 à 7.
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