FR2828499A1

FR2828499A1 - Produit lamine ou extrude en alliage d'aluminium et de magnesium, et structure soudee et panneau comportant un tel produit

Info

Publication number: FR2828499A1
Application number: FR0210200A
Authority: FR
Inventors: Der Hoeven Job Anthonius Van; Linzhong Zhuang; Bruno Schepers; Jean Pierre Jules Baekelandt; Smet Peter De
Original assignee: Corus Aluminium NV
Current assignee: Alvance Aluminium Duffel BV
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2003-02-14
Anticipated expiration: 2022-08-12
Also published as: ES2310603T5; FR2828499B1; GR20020100351A; EP1419280B2; EP1419280B9; US20040256036A1; DE10231422A1; GR1004329B; ITTO20020717A0; AU2002327921B2; EP1419280A1; WO2003016580A1; ES2310603T3; US20080289732A1; EP1419280B1; ATE403759T1; ITTO20020717A1

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 :Mg : 4, 5 - 5, 6; Mn : 0, 05 - 0, 4; Zn : 0, 40 - 0, 8; Cu : 0, 06 - 0, 35; Cr : au plus 0, 25; Fe : au plus 0, 35; Si : au plus 0, 25; Zr : au plus 0, 12; Ti : au plus 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. La présente invention concerne en outre une structure soudée et un panneau de carrosserie pour véhicule comportant un tel produit.

Description

Produit laminé ou extrudé en alliage d'aluminium et de magnésium, et structure soudée et panneau comportant un tel produit
La présente invention concerne un produit laminé ou extrudé en alliage d'aluminium et de magnésium. Dans un autre de ses aspects, l'invention concerne une structure soudée ou un panneau comprenant un tel produit en alliage d'aluminium.

On sait qu'on emploie des produits en alliage d'aluminium et de magnésium, sous forme de feuilles, de plaques ou d'extrudats, pour la construction de structures soudées ou assemblées par joints, dans les domaines des constructions navales ou automobiles, des réservoirs de stockage, des réservoirs de fluide sous pression, et des cuves pour 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 typiquement présenter une épaisseur valant jusqu'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 (AA : notation de l'Aluminium Association). 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 augmen- ter la résistance mécanique. Par ailleurs, à cause de sa teneur assez faible en magnésium, qui vaut de 2,4 à 3,0 % en poids, 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, présente une résistance mécanique supérieure

à celle de l'alliage AA5454, mais il 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'alliage d'aluminium AA5059 contient 5,0 à 6,0 % en poids de magnésium, 0,6 à 1,2 % en poids de manganèse, 0,4 à 1,5 % en poids de zinc et, impérativement, 0,05 à 0,25 % en poids de zirconium. Cet alliage présente, entre autres, une meilleure résistance à la corrosion intergranulaire, ainsi qu'une forte résistance mécanique à l'état soudé.

Mais en dépit de ce qui précède, on a toujours grand besoin de produits en alliage d'aluminium présentant un meilleur équilibre entre les caractéristiques de résistance mécanique, l'aptitude à la mise en forme et la résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion intergranulaire.

L'invention a pour but de proposer un produit en alliage d'aluminium sous forme de feuille, de plaque ou d'extrudat, qui, dans un état similaire de traitement thermique, se prête mieux à la mise en forme que l'alliage AA5083. L'invention a aussi pour but de proposer un produit en alliage d'aluminium sous forme de feuille, de plaque ou d'extrudat, qui résiste au moins aussi bien ou mieux à la corrosion intergranulaire que l'alliage AA5083, et qui présente en même temps un taux d'allongement Ago de 24 % ou plus. La présente invention a encore pour but de proposer un procédé de fabrication de tels produits en alliage d'aluminium.

Selon l'invention, on propose un alliage d'aluminium et de magnésium, sous forme d'un produit laminé ou extrudé, dont la composi- tion, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :
Mg : 4, 5-5, 6
Mn : 0, 05-0, 4
Zn : 0, 40-0, 8
Cu : 0, 06-0, 35
Cr : : au plus 0,25
Fe : : au plus 0,35
Si : au plus 0,25
Zr : au plus 0,12
Ti au plus 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.

La présente invention permet d'obtenir des produits en alliage d'aluminium, laminés (feuilles ou plaques) ou extrudés, qui se prêtent mieux à la mise en forme que des produits en alliage AA5083, 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 en alliage 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 en alliage de l'invention est forte, si on les compare à la plupart des produits en alliages connus des séries AA- 5000 dont la teneur en magnésium est supérieure à 4 % en poids.

On a constaté qu'un produit en alliage de l'invention présente une perte de poids-mesurée selon la norme ASTM G67 - inférieure à 25

mg ! cm2 après 100 heures de sensibilisation à une température de 100 C, et inférieure à 15 mg/cm2 après 100 heures de sensibilisation à une température de 85 C. Ceci a pour conséquence que de tels produits peuvent supporter sans aucun dommage une température de service de 65 C ou plus, par exemple une température de service de 80 à 100 C.

On pense que la combinaison intéressante de propriétés améliorées du matériau de l'invention, en particulier une plus forte résistance mécanique et une bonne aptitude à la mise en forme, associées à une meilleure résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion intergranulaire, résulte de l'introduction en une combinaison équilibrée, c'est-àdire dans les intervalles de teneurs indiqués, des éléments d'alliage Mg, Mn, Zn et Cu. On pense en particulier que le cuivre et le zinc, lorsqu'ils se trouvent dans l'alliage en des teneurs comprises dans les intervalles indiqués selon l'invention, alors que le magnésium s'y trouve en une teneur relativement élevée, optimisent la résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion intergranulaire et à la corrosion feuilletante, tandis que le magnésium et le manganèse, en des teneurs comprises dans les intervalles

indiqués, optimisent la résistance mécanique des produits en alliage et leur aptitude à la mise en forme.

Le magnésium est le principal élément de renforcement dans le produit en alliage. Des teneurs en Mg supérieures à 4, 5 % en poids donnent bien la résistance mécanique recherchée. Mais pour qu'un produit en alliage présente, même avec des teneurs aussi élevées en Mg, une résistance acceptable à la corrosion et puisse se prêter de manière satisfaisante au travail, par exemple au laminage, il ne faut pas que la teneur en Mg dépasse 5,6 % en poids. Il est préférable que la proportion de Mg dans l'alliage soit supérieure à 4,8 % en poids, car on obtient alors un produit en alliage présentant un meilleur compromis entre résistance à la traction, limite d'élasticité, aptitude à la mise en forme (évaluée par le taux d'allongement Ao) et résistance à la corrosion.

Le manganèse est lui aussi un élément d'alliage essentiel. Le manganèse, associé au magnésium, apporte résistance mécanique et aptitude à la mise en forme aux produits en alliage, ainsi qu'aux joints de sou- dure du produit en alliage. Il est préférable que la teneur en Mn vaille de
0,1 à 0,2 % en poids, ce qui aboutit à un compromis satisfaisant en ap- portant une capacité suffisante d'ajustement de la taille des grains et une bonne aptitude à la mise en forme, et en particulier, en donnant au produit final un taux d'allongement Asa d'au moins 24 %.

Le zinc est un élément d'alliage important pour que le produit en alliage présente une résistance satisfaisante à la corrosion, associée à une bonne aptitude à la mise en forme. Pour obtenir une résistance suffisante à la corrosion intergranulaire, il faut introduire dans l'alliage au moins
0,40 % en poids de zinc. On a constaté que, si la teneur en Zn de cet alliage vaut plus de 0,8 %, l'allongement uniforme est réduit de manière significa- tive, 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. Il est pré- férable que la teneur en Zn ne dépasse pas 0,75 % en poids, et il est encore davantage préférable qu'elle ne dépasse pas 0,6 % en poids, car l'équilibre des propriétés recherchées du produit en alliage se trouve ainsi optimisé, ainsi que le taux d'allongement uniforme. On préfère surtout que l'alliage contienne de 0,4 à 0,6 % en poids de zinc.

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. Normalement, on évite d'ajouter délibérément du cuivre à des alliages d'aluminium 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 et en association avec le zinc, exerce un effet favorable sur la résistance à la corrosion intergranulaire.

Il faut toutefois maintenir la teneur en Cu à une valeur inférieure à 0,35 % en poids, afin d'éviter des effets défavorables sur la résistance à la corrosion, en particulier à la piqûration (corrosion en piqûres). Dans un mode particulier de réalisation, la proportion de Cu est supérieure à 0,075 % en poids, et de préférence, supérieure à 0,10 % en poids. Ceci permet de mieux assurer une bonne résistance à la corrosion intergranulaire. Il est préférable que la proportion de Cu ne dépasse pas 0,24 % en poids, car on atteint ainsi plus facilement un bon équilibre des propriétés recherchées.

En particulier, si l'on souhaite prévenir la corrosion dans une zone de soudure, il est préférable que la proportion de Cu n'excède pas 0,18 % en poids.

Pour assurer encore mieux une bonne résistance à la corrosion dans les zones de soudure, il est davantage 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. Lors d'une opé- ration de coulée, le fer tend à former par exemple des composés Al-Fe-Mn, et restreint ainsi les effets bénéfiques du manganèse. Il ne faut donc pas que la teneur en fer de l'alliage soit égale ou supérieure à 0,35 % en poids.
Du point de vue des propriétés mécaniques du produit, et en particulier pour en améliorer l'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 élé- ment se combine également avec le fer et forme alors des particules gros- sières de phase Al-Fe-Si, qui peuvent réduire l'endurance (longévité à la fatigue) et la ténacité à la rupture des joints de soudure du produit en allia- ge. C'est la raison pour laquelle la teneur en Si est maintenue à une valeur d'au plus 0,25 % en poids. Pour mieux garantir que le produit en alliage

présente une bonne aptitude à la mise en forme, il est préférable de maintenir la teneur en Si à une valeur d'au plus 0,20 % en poids, mieux encore à une valeur d'au plus 0,12 % en poids, et surtout à une valeur d'au plus 0, 1 % 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 de soudure. Il faut éviter que la teneur en Zr soit supérieure ou égale à 0,15 % en poids, ou mieux, à 0,12 % en poids, car ceci peut entraîner la formation de particules primaires très grossières de forme aciculai- re, et par là rendre plus difficile la fabrication de l'alliage et réduire l'aptitude à la mise en forme du produit en alliage. Le zirconium peut être à l'origine de la formation de particules primaires grossières gênantes, en particulier lorsqu'il se trouve combiné avec du titane. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, la proportion de Zr n'excède par conséquent pas 0,05 % en poids. De plus, pour un éventuel recyclage, il peut être intéressant que les déchets d'usinage ne contiennent pas de zirconium. De ce point de vue, il est particulièrement préférable de limiter la teneur en Zr de l'alliage à moins de 0,02 % en poids.

Le titane est fréquemment employé en tant qu'agent d'affinage des grains pendant la solidification de lingots de coulée ou de joints de soudure 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 préféren- ce inférieure à 0,15 % en poids. On peut remplacer le titane, en partie ou en totalité, par du vanadium, utilisé en les mêmes proportions, avec un effet similaire.

Le chrome est un élément d'alliage facultatif, qui permet d'amé- liorer encore davantage la résistance à la corrosion et la résistance méca- nique du produit en alliage. Mais le chrome limite la solubilité du manga- nèse, ainsi que celle du zirconium s'il y en a. Par conséquent, afin d'éviter la formation de particules primaires grossières gênantes, la teneur en Cr

ne doit pas dépasser 0, 25 % en poids. De préférence, le chrome se trouve i 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.

Le reste de l'alliage est constitué par l'aluminium et les impuretés inévitables. Typiquement, les éléments qui constituent des impuretés représentent chacun au plus 0,05 % en poids de l'alliage, et tous ensemble, au maximum 0,15 % en poids de l'alliage.

On peut fournir des produits laminés en un tel 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'épaisseur du produit vaille de 0,5 à 5 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 plaques minces, dans un état légèrement écroui, par exemple à l'état Hill.

Cette 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 ou à plusieurs 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, associées à sa bonne résistance à la corrosion.

Cette invention concerne aussi un réservoir à fluide sous pres- sion, en particulier soudé, qui comporte une enceinte constituée d'un pro- duit laminé en alliage d'aluminiumet de magnésium décrit dans ce qui pré- cède. En raison 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'invention, incorporé par exemple dans un système de freinage, peut être mis en service à une température relativement élevée, et en parti- culier, à une température supérieure à 65 C.

On peut aussi utiliser avec succès les produits en alliage de l'in- vention dans des véhicules automobiles, par exemple sous forme de pan- neaux de carrosserie ou de pièces de structures telles que systèmes de sus- pension et roues.

Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de fabrication de produits 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 oC/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 intergranulaire. Quand on suit d'autres programmes de recuit, le produit 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.

Pour l'étape (a) du procédé exposé ci-dessus, on peut préparer des produits en alliage d'aluminium qui se présentent sous la forme de lingots ou de brames à transformer en produits corroyés voulus, en opérant selon les techniques de coulée actuellement mises en oeuvre dans l'industrie, par exemple la coulée semi-continue, la coulée électromagnétique ou coulée "EMC", ou la coulée"EMS". On peut aussi utiliser des brames obtenues par coulée continue, par exemple dans des installations de coulée sur bande transporteuse ou de coulée entre cylindres.

Afin d'obtenir un produit intermédiaire qui se prête bien au tra- vail à froid, en particulier au laminage à froid, on peut travailler à chaud le produit intermédiaire préparé, par exemple lui faire subir un laminage à chaud, associé ou non à une ou plusieurs étapes de forgeage.

On peut mettre en oeuvre le programme de recuit de l'étape (c) dans une installation de recuit fonctionnant en continu. Les vitesses de chauffage indiquées peuvent être atteintes, par exemple, à l'aide d'un dis-

positif de chauffage homogène comme un appareil de chauffage par induction. Ceci permet de conférer à une feuille ou à une plaque de meilleures propriétés mécaniques.

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 OC.

On a constaté que l'équilibre des propriétés d'un produit en alliage 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 d'au plus 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 meilleur compromis 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). L'alliage de la brame A correspond à l'alliage AA5083, et ceux des brames B et C à des alliages de l'invention.

Tableau 1
Compositions (en pourcentages pondéraux) d'alliages de brames de coulée (complément à 100 % : aluminium et impuretés)

<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> 4,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,03 <SEP> 0,005 <SEP> 0,10 <SEP> 0,31 <SEP> 0,16 <SEP> 0,001 <SEP> 0,015
<tb> B <SEP> oui <SEP> 5,23 <SEP> 0,17 <SEP> 0,51 <SEP> 0,12 <SEP> 0,16 <SEP> 0,23 <SEP> 0,10 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> C <SEP> oui <SEP> 5, <SEP> 23 <SEP> 0,17 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 0,23 <SEP> 0,10 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 02
<tb> D <SEP> non <SEP> 5, <SEP> 36 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 02
<tb>

Le traitement subi par les brames A et B comportait 10 heures de recuit d'homogénéisation à la température de 510 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 C et D ont subi le même traitement que les brames A et B, 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 H 111 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 (Ao)

<tb>
<tb> Direction <SEP> RR <SEP> LE <SEP> An
<tb> Alliage <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> (MPa) <SEP> (MPa) <SEP> (%)
<tb> parallèle <SEP> 299 <SEP> 149 <SEP> 19
<tb> A <SEP> (AA5083) <SEP> perpendiculaire <SEP> 293 <SEP> 147 <SEP> 21
<tb> parallèle <SEP> 311 <SEP> 146 <SEP> 22
<tb> perpendiculaire <SEP> 310 <SEP> 147 <SEP> 24
<tb> parallèle <SEP> 317 <SEP> 153 <SEP> 25
<tb> perpendiculaire <SEP> 314 <SEP> 152 <SEP> 26
<tb> parallèle <SEP> 332 <SEP> 166 <SEP> 23
<tb> D <SEP> perpendiculaire <SEP> 332 <SEP> 163 <SEP> 23
<tb>

Le taux d'allongement Ao peut être considéré comme une mesure de l'aptitude à la mise en forme. Les résultats présentés dans le tableau 2 montrent que les alliages B et C se prêtent mieux à la mise en forme que les alliages A (AA5083) et D. Le fait que les alliages B et C contiennent moins de manganèse y contribue.

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 Hl 11 de traitement thermique. Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous dans le tableau 3.

Tableau 3 Perte de poids (en mg/cm2) après sensibilisation

Ces résultats montrent que les produits B et C résistent bien mieux à la corrosion que l'alliage standard AA5083 (A). Le produit C présente une perte de poids inférieure à 15 mg/cm2, valeur qui constitue, selon la norme ASTM G67, la limite supérieure de cette perte de poids pour qu'un produit soit regardé comme insensible à la corrosion intergranulaire, et la perte de poids du produit B se situe au voisinage de cette limite.

Pour les conditions dans lesquelles on a effectué la sensibilisation, le produit C résiste mieux à la corrosion intergranulaire que le produit B. 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 peut souder sans aucun problème des produits en alliage B ou C par soudage TIG (soudage à l'arc en atmosphère de gaz inerte avec électrode réfractaire), dans des conditions standard.

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 le produit en alliage C, à savoir un traite- ment comportant un léger recuit final effectué en mode continu.

Tableau 4
Compositions (en pourcentages pondéraux) d'alliages de brames de coulée (complément à 100 % : aluminium et impuretés)

<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> E <SEP> non <SEP> 5,58 <SEP> 0,16 <SEP> 0,51 <SEP> 0,02 <SEP> 0,15 <SEP> 0,21 <SEP> 0,11 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> F <SEP> oui <SEP> 5,49 <SEP> 0,16 <SEP> 0,51 <SEP> 0,09 <SEP> 0,16 <SEP> 0,20 <SEP> 0,11 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> G <SEP> oui <SEP> 5,41 <SEP> 0,16 <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 0,21 <SEP> 0,16 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0,11 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 02
<tb> H <SEP> oui <SEP> 5, <SEP> 42 <SEP> 0,15 <SEP> 0,50 <SEP> 0,30 <SEP> 0,15 <SEP> 0,20 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> < 0, <SEP> 01 <SEP> 0,02
<tb> H <SEP> oui <SEP> 5,42 <SEP> 0,15 <SEP> 0,50 <SEP> 0,30 <SEP> 0,15 <SEP> 0,20 <SEP> 0,11 <SEP> < <SEP> 0,01 <SEP> < <SEP> 0,02
<tb> J <SEP> non <SEP> 5,51 <SEP> 0,17 <SEP> 0,51 <SEP> 0,41 <SEP> 0,16 <SEP> 0,20 <SEP> 0,11 <SEP> < <SEP> 0,01 <SEP> < <SEP> 0,02
<tb>

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 H 111 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

<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> Perte <SEP> de <SEP> poids <SEP> Résultat <SEP> ASSET
<tb> Alliage <SEP> cuivre <SEP> (%) <SEP> (mg/cm2) <SEP> (ZAT) <SEP> *
<tb> E <SEP> 0,02 <SEP> 37 <SEP> N
<tb> F <SEP> 0,09 <SEP> 21 <SEP> P. <SEP> A
<tb> C <SEP> 0,12 <SEP> 13 <SEP> P. <SEP> A
<tb> G <SEP> 0,21 <SEP> 13 <SEP> P. <SEP> B
<tb> H <SEP> 0,30 <SEP> 11 <SEP> P. <SEP> B
<tb> J <SEP> 0,41 <SEP> 12 <SEP> P. <SEP> C
<tb>
*"P. A"signifie"piqûration de niveau A" ; il en est de même pour"P. B"et"P. C".

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 0,11 % 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 soudure.

Claims

REVENDICATIONS

1. Produit laminé ou extrudé en alliage d'aluminium et de magnésium, caractérisé en ce que la composition de l'alliage, exprimée en pourcentages pondéraux, est la suivante :

Mg : 4, 5-5, 6

Mn : 0, 05-0, 4

Zn : 0, 40-0, 8

Cu : 0, 06-0, 35

Cr : : au plus 0,25

Fe : : au plus 0,35

Si : au plus 0,25

Zr : au plus 0,12

Ti au plus 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 zirconium dans l'alliage vaut au plus 0,05 % en poids.

3. Produit conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion de cuivre dans l'alliage vaut au plus 0,24 % en poids.

4. Produit conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la proportion de cuivre dans l'alliage est supérieure à 0,075 % en poids.

5. Produit conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la proportion de magnésium dans l'alliage est supérieure à 4,8 % en poids.

6. Produit conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la proportion de manganèse dans l'alliage vaut de 0,1 à 0,2 % en poids.

7. Produit conforme à l'une des revendications 1 à 6, 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.

8. Structure soudée, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une partie qui est constituée par un produit en alliage conforme à l'une des revendications 1 à 7.

9. Panneau de carrosserie pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie qui est constituée d'un produit en alliage conforme à l'une des revendications 1 à 7.