WO2024121494A1 - Alliage d'aluminium 6xxx avec recyclabilite amelioree - Google Patents

Alliage d'aluminium 6xxx avec recyclabilite amelioree Download PDF

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WO2024121494A1
WO2024121494A1 PCT/FR2023/051912 FR2023051912W WO2024121494A1 WO 2024121494 A1 WO2024121494 A1 WO 2024121494A1 FR 2023051912 W FR2023051912 W FR 2023051912W WO 2024121494 A1 WO2024121494 A1 WO 2024121494A1
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PCT/FR2023/051912
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Inventor
Georges SALLOUM ABOU JAOUDE
Philippe Jarry
Original Assignee
Constellium Neuf-Brisach
Constellium Singen Gmbh
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Publication date
Application filed by Constellium Neuf-Brisach, Constellium Singen Gmbh filed Critical Constellium Neuf-Brisach
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
    • C22B21/0092—Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
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    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium

Definitions

  • the invention relates to an aluminum alloy of the 6XXX family making it possible to increase the recycling rate in wrought products of this type of alloy, particularly in the automotive sector.
  • Recycling aluminum has the advantage of being economical and ecological.
  • the production of secondary aluminum requires up to 95% less energy than primary aluminum and allows the reduction of CO2 emissions.
  • the aluminum industry seeks to maximize the rate of recycled material in products.
  • the increase in the rate of recycled material generally leads to an increase in the content of impurities, in particular the iron content, implying higher volume fractions and/or sizes of intermetallic particles which can be detrimental in particular to process times.
  • properties related to shaping such as elongation and formability and surface properties such as response to anodization.
  • Patent FR2902800 describes a process for manufacturing a reflow block from scrap making it possible in particular to purify the scrap of alloys from the 2XXX series or the 7XXX series from iron and silicon, without however eliminating the addition elements such as zinc, copper and magnesium.
  • Patent application W02015/151907 Al also mentions the problem of the content of impurities in recycled alloys.
  • Patent application US20080175747 describes an alloy in which impurities have little effect on the properties.
  • Patent application JP2016037632 describes an aluminum alloy sheet containing Mg: 0.2 to 2.0% by mass, Si: 0.3 to 2.0% by mass and Fe: 0.01 to 0.5 mass% and one or both of Ni and Co totaling 0.002 to 0.3 mass% and the remainder Al with unavoidable impurities.
  • Patent EP2072628 describes an extruded or forged product made of AIMgSi type aluminum alloy comprising, in % by weight: Si 0.5 to 0.95, Mg 0.6 to 0.95, Mn 0.1 to 0.3, V 0.05 to 0.25. , Ni 0.05 to 0.25, Cu maximum 0.3, possibly one or two elements chosen from the group consisting of: (Cr 0.05 to 0.2 and Zr 0.05 to 0.2), Zn ⁇ 0.2, Fe ⁇ 0.5, Ti ⁇ 0.1, unavoidable impurities and aluminum residue.
  • Patent application CN112342443 relates to an explosion-proof barrier material comprising, in % by weight, 0.4 to 0.8% of Si, 0.4 to 1.0% of Fe, 0.2 to 0.4% Cu, 0.3 to 0.7% Mn, 0.1 to 0.25% Zn, 0.1 to 0.2%, Ti, 0.8 to 1.2% Mg, 0. 03 to 0.4% Cr, 0.05 to 0.15% Zr, 0.1 to 0.3% Sc, 0.1 to 0.3% Ni and the rest, AL
  • Patent application US 2020/095664 relates to high-strength aluminum alloys and processes for manufacturing and treating these alloys.
  • Patent application CN106756320 relates to rolling shelving made of aluminum alloy comprising, in percentage by weight, 1.5% to 2.0% Mg, 1% to 1.4% Si, 0.2% at 0.5% Fe, 0.05% to 0.09% Zn, 0.1% to 0.3% Cu, 0.2% to 0.4% Mn, 0.01% to 0 .04% C, 0.2% to 0.4% B, 0.02% to 0.04% W, 0.05% to 0.07% Zr, 0.1% to 0.4 % Cr, 0.05% to 0.09% Ti, 20% to 35% scrap aluminum parts, 0.5% to 1.5% rare earth elements and the rest aluminum.
  • a first object of the invention is an aluminum-based alloy comprising, in % by weight,
  • At least one element chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os the content of the element if it is chosen being from 0.003 to 0.20 and preferably from 0.005 to 0.15,
  • Another object of the invention is a heat-treated wrought product comprising an alloy according to the invention.
  • Yet another object of the invention is a process for manufacturing a heat-treated wrought product according to the invention comprising the steps of
  • Yet another object of the invention is the use of a product according to the invention for automobile construction, building construction, aeronautical construction or industrial construction.
  • Figure 1 represents the relationship between the size of the intermetallic particles and the distance between the intermetallic particles for the tests of Example 1.
  • Figure 2 represents the relationship between the size of the intermetallic particles and the distance between the intermetallic particles for the tests of Example 2.
  • Figure 3 represents the relationship between the size of the intermetallic particles and the distance between the intermetallic particles for the tests of example 3.
  • Figure 4 represents the relationship between the size of the intermetallic particles and the distance between the intermetallic particles for the tests of example 4.
  • Figure 5 represents a BSE contrast electron microscopy image of intermetallic particles in the tests carried out
  • Figure 6 represents the image of Figure 5 after a first processing step by image analysis.
  • Figure 7 represents the image of Figure 5 after a second processing step by image analysis comprising at least two successive steps of closing the objects allowing the calculation of the average sizes and average distances of intermetallic particles.
  • Figure 8 is an optical microscopy image for the tests of Example 5 with addition of La.
  • Figure 9 is an optical microscopy image for the tests of Example 5 without addition of La.
  • AIMgSi alloys also called alloys of the 6XXX series
  • 6XXX series the addition in AIMgSi alloys, also called alloys of the 6XXX series, of certain elements in small quantities makes it possible to modify the size and distribution of the intermetallic particles and thus to tolerate an increased content of impurities, particularly iron.
  • Intermetallic particles are compounds containing several metallic elements or metalloids formed during solidification after the formation of crystallized aluminum in face-centered cubic form, such as AhFe, Mg2Si, AlFeSi, AlFeMnSi, etc.
  • the alloys according to the invention are AIMgSi alloys. Thus they contain from 0.2% to 1.5% Mg and from 0.3% to 2.0% Si.
  • the Mg content is at least 0.4%, or is at least 0.5%, or is at least 0.6%, or is at least 0.7%, or is at least 0.8%, or is at least 0.9%, or is at least 1.0%, or is at least 1.1%, or is at least 1.2%, or is at least 1.3 %, and/or is at most 1.4%, or is at most 1.3%, or is at most 1.2%, or is at most 1.1%, or is at most 1.0%, or is at most 0.9%, or is at most 0.8%, or is at most 0.7%, or is at most 0.6%, or is at most 0.5%.
  • the Si content is at least 0.4%, or is at least 0.5%, or is at least 0.6%, or is at least 0.7%, or is at least 0.8%, or is at least 0.9%, or is at least 1.0%, or is at least 1.1%, or is at least 1.2%, or is at least 1.3 %, or is at least 1.4%, or is at least 1.5%, or is at least 1.6%, or is at least 1.7%, or is at least 1.8%, and/or is at most 1.9%, or is at most 1.8%, or is at most 1.7%, or is at most 1.6%, or is at most 1.5%, or is at most 1, 4%, or is at most 1.3%, or is at most 1.2%, or is at most 1.1%, or is at most 1.0%, or is at most 0.9%, or is at most 0.8%, or is at most 0.7%, or is at most 0.6%, or is at most 0.5%.
  • Copper is an element that can be added to AIMgSi alloys in particular to improve the mechanical properties.
  • the Cu content is at most 1.5% by weight. In one embodiment, the Cu content is 0.05 to 1% by weight. In one embodiment, the Cu content is at least 0.10%, or is at least 0.15%, or is at least 0.20%, or is at least
  • 0.45% or is at least 0.50%, or is at least 0.55%, or is at least 0.60%, or is at least
  • AA6033 AA6040, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6050, AA6151, AA6351, AA6053,
  • AA6091, AA6092, AA6099 are embodiments of the invention.
  • the Ti content is 0.01 to 0.15% by weight.
  • the Ti content is at least 0.02%, or is at least 0.03%, or is at least 0.04%, or is at least 0.05%, or is at least 0 .06%, or is at least 0.07%, or is at least 0.08%, or is at least 0.09%, or is at least 0.10%, or is at least 0.11%, or is at least 0.12%, or is at least 0.13%, and/or is at most 0.14%, or is at most 0.13%, or is at most 0.12%, or is at most 0.11%, or is at most 0.10%, or is at most 0.09%, or is at most 0.08%, or is at most 0.07%, or is at most 0.06%, or is at most 0.05%, or is at most 0.04%, or is at most 0.03%.
  • titanium in the form of metallic titanium and/or TiBz and/or TiC
  • metallic titanium and TiC are added.
  • the addition of TiC is carried out by adding between 0.5 and 2 kg per ton of metal and preferably between 0.8 kg and 1.2 kg per ton of metal of Al3%TiO,15%C and/or All%TiO,2%C.
  • the Fe content is 0.30 to 1.0% by weight.
  • the Fe content is at least 0.32% or is at least 0.35%, or is at least 0.40%, or is at least 0.45%, or is at least 0, 50%, or is at least 0.55%, or is at least 0.60%, or is at least 0.65%, or is at least 0.70%, or is at least 0.75%, or is at least 0.80%, or is at least 0.85%, or is at least 0.90%, and/or is at least plus 0.95%, or is not more than 0.90%, or is not more than 0.85%, or is not more than 0.80%, or is not more than 0.75%, or is not more than 0.70% , or is at most 0.65%, or is at most 0.60%, or is at most 0.55%, or is at most 0.50%, or is at most 0.45%, or is at most 0.40%, or is at most 0.35%.
  • the Fe content is 0.35 to 0.85% by weight and preferably between 0.4 and 0.7% by weight.
  • At least one element chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os, the content of the element if chosen being 0.003 to 0.20% by weight, is added.
  • the content of an element which is not chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os is less than 0.003 % in weight.
  • at least one element chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, the content of the element if chosen being 0.003 to 0.20% by weight is added.
  • At least one element is chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Mo, W, the content of the element if chosen being 0.003 to 0.20% by weight.
  • the content of the element chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os and preferably among Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta is at least 0.004%, or is at least 0.009%, or is at least 0.014%, or is at least 0.019%, or is at least 0.024%, or is at least 0.029%, or is at least 0.034%, or is at least 0.039%, or is at least 0.044%, or is at least 0.049%, or is at least 0.054%, or is at least 0.059%, or is at least 0.064 %, or is at least 0.069%, or is at least 0.074%, or is at least
  • 0.160% or is at most 0.155%, or is at most 0.150%, or is at most 0.145%, or is at most
  • 0.140% or is at most 0.135%, or is at most 0.130%, or is at most 0.125%, or is at most
  • 0.120% or is at most 0.115%, or is at most 0.110%, or is at most 0.105%, or is at most
  • 0.100% or is at most 0.095%, or is at most 0.090%, or is at most 0.085%, or is at most
  • 0.060% or is at most 0.055%, or is at most 0.050%, or is at most 0.045%, or is at most 0.040%, or is at most 0.035%, or is at most 0.030%, or is at most 0.025%, or is at most 0.020%, or is at most 0.015%, or is at most 0.010%.
  • At least one element is chosen from Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, the content of the element if chosen being 0.005 to 0.15% by weight.
  • the Zr content is at most 0.15% by weight. In an advantageous embodiment, the Zr content is 0.003 to 0.15% by weight. In one embodiment, the Zr content is at least 0.004%, or is at least 0.009%, or is at least 0.014%, or is at least 0.019%, or is at least 0.024%, or is at least 0.029% , or is at least 0.034%, or is at least 0.039%, or is at least 0.044%, or is at least 0.049%, or is at least 0.054%, or is at least 0.059%, or is at least 0.064%, or is at least 0.069%, or is at least 0.074%, or is at least 0.079%, or is at least 0.084%, or is at least 0.089%, or is at least 0.094%, or is at least 0.099%, or is at least 0.104%, or is at least 0.109%, or is at least 0.114%, or is at least 0.119%, or is at least 0.124%, or is at least 0.129%, or is at least 0.
  • the Mn content is at most 1.5% by weight. In an advantageous embodiment of the invention, the Mn content is 0.03 to 1.0% by weight. In one embodiment, the Mn content is at least 0.05%, or is at least 0.10%, or is at least 0.15%, or is at least 0.20%, or is at least 0 .25%, or is at least 0.30%, or is at least 0.35%, or is at least 0.40%, or is at least 0.45%, or is at least 0.50%, or is at least 0.55%, or is at least 0.60%, or is at least 0.65%, or is at least 0.70%, or is at least 0.75%, or is at least 0, 80%, or is at least 0.85%, or is at least 0.90%, or is at least 0.95%, or is at least 1.00%, or is at least 1.05%, or is at least 1.10%, or is at least 1.15%, or is at least 1.20%, or is at least 1.25%, or is at least 1.30%, or is at least 1.35
  • the V content is at most 0.20% by weight. In one embodiment of the invention the V content is 0.05 to 0.20% by weight. In one embodiment, the V content is at least 0.06%, or is at least 0.07%, or is at least 0.08%, or is at least 0.09%, or is at least 0 .10%, or is at least 0.11%, or is at least 0.12%, or is at least 0.13%, or is at least 0.14%, or is at least 0.15%, or is at least 0.16%, or is at least 0.17%, or is at least 0.18%, and/or is at most 0.19%, or is at most 0.18%, or is at most 0.17%, or is at most 0.16%, or is at most 0.15%, or is at most 0.14%, or is at most 0.13%, or is at most 0.12%, or is at most 0.11%, or is at most 0.10%, or is at most 0.09%, or is at most 0.08%, or is at most 0.07%.
  • the Zn content is at most 1.0% by weight. In one embodiment, the Zn content is 0.03 to 1.0% by weight. In one embodiment, the Zn content is at least 0.05%, or is at least 0.10%, or is at least 0.15%, or is at least 0.20%, or is at least 0 .25%, or is at least 0.30%, or is at least 0.35%, or is at least 0.40%, or is at least 0.45%, or is at least 0.50%, or is at least 0.55%, or is at least 0.60%, or is at least 0.65%, or is at least 0.70%, or is at least 0.75%, or is at least 0, 80%, or is at least 0.85%, or is at least 0.90%, and/or is at most 0.95%, or is at most 0.90%, or is at most 0.85%, or is at most 0.80%, or is at most 0.75%, or is at most 0.70%, or is at most 0.65%, or is at most 0.60%, or is at most 0 .55%,
  • the Cr content is at most 0.25% by weight. In one embodiment the Cr content is 0.01 to 0.25% by weight. In one embodiment, the Cr content is at least 0.02%, or is at least 0.03%, or is at least 0.04%, or is at least 0.05%, or is at least
  • 0.10% or is at least 0.11%, or is at least 0.12%, or is at least 0.13%, or is at least
  • 0.14% or is at least 0.15%, or is at least 0.16%, or is at least 0.17%, or is at least
  • 0.18% or is at least 0.19%, or is at least 0.20%, or is at least 0.21%, or is at least 0.22%, or is at least 0.23%, and/or is at most 0.24%, or is at most 0.23%, or is at most 0.22%, or is at most 0.21 %, or is at most 0.20%, or is at most 0.19%, or is at most 0.18%, or is at most 0.17%, or is at most 0.16%, or is at plus 0.15%, or is not more than 0.14%, or is not more than 0.13%, or is not more than 0.12%, or is not more than 0.11%, or is not more than 0.10% , or is at most 0.09%, or is at most 0.08%, or is at most 0.07%, or is at most 0.06%, or is at most 0.05%, or is at most 0.04%, or is at most 0.03%.
  • the other elements are unavoidable impurities whose content is typically at most 0.05% by weight, or at most 0.04%, or at most 0.03%, or at most 0.02 %, or at most 0.01%. It is usually understood that the maximum content concerns each of the unavoidable impurities.
  • the total of unavoidable impurities is at most 0.15% by weight, or at most 0.12%, at most 0.10%, at most 0.08%, at most 0.06% .
  • the Sc content is at most 0.020% by weight, or at most 0.015%, or at most 0.0010%, or at most 0.005%, or at most of 0.002%
  • the rest is aluminum.
  • the alloy comprises at least two elements chosen from Co, Ni, Ba, La, Ce, Ta, Ru, Os and Zr the content of the element if it is chosen being 0.003 to 0.15% by weight, the sum of the content of the chosen elements being at least equal to 0.08% by weight and at least one of the chosen elements having a content of 0.04% to 0.15 % by weight and preferably from 0.05 to 0.10%.
  • the alloy comprises at least three elements chosen from Co, Ni, Ba, La, Ce, Ta, Ru, Os and Zr the content of the element if it is chosen being 0.003 to 0.15% by weight, the sum of the content of the chosen elements being at least equal to 0.14% by weight and at least one of the chosen elements having a content of 0.04% to 0.15 % in weight.
  • the elements chosen are Co, Ba, Zr or Ni, Ba, Zr, or Co, La, Zr or Co, Ni, Ba.
  • the alloys according to the invention have the advantage of having an average size of the intermetallic particles and a reduced average distance between the intermetallic particles compared to the alloys according to the prior art. Intermetallic particles are less harmful, particularly for shaping, when they are small and not far from each other.
  • the alloys according to the invention are therefore advantageous for reducing process times such as homogenization, for improving the properties linked to shaping. such as elongation and formability and improve surface properties such as response to anodizing.
  • An object of the invention is a heat-treated wrought product comprising an alloy according to the invention.
  • heat-treated product we mean in the context of the invention a product in a state T which means a heat-treated alloy product heat-treated to obtain stable states other than F, O or H.
  • the heat-treated product is in a T3, T4, T5, T6, T7 or T8 state.
  • An object of the invention is a rolled product comprising an alloy according to the invention.
  • a rolled product according to the invention typically has a thickness of 0.5 mm to 300 mm and preferably of 0.8 mm to 150 mm.
  • the rolled product according to the invention has a thickness of 0.8 mm to 1.5 mm and its folding angle a m , determined according to the NF EN ISO 7438 standard and the VDA 238-100 and VDA 239-200, is at least 112° and preferably at least 114°.
  • Another object of the invention is a spun product comprising an alloy according to the invention.
  • a spun product according to the invention typically has a thickness of 0.5 mm to 30 mm and preferably of 0.8 mm to 20 mm.
  • Another object of the invention is a forged product comprising an alloy according to the invention.
  • a forged product according to the invention typically locally has a thickness of 0.5 mm to 300 mm and preferably of 0.8 mm to 150 mm.
  • a process making it possible to obtain a heat-treated wrought product according to the invention comprises the steps of
  • pure or alloyed aluminum is supplied in the form of a primary metal ingot resulting from electrolysis and/or pre-consumer manufacturing scraps and/or post-consumer waste having optionally been melted separately and possibly solidified and addition elements in appropriate form.
  • Pure or alloyed aluminum in the form of a primary metal ingot generally has the disadvantage of generating significant CO2 emissions during its manufacture and we therefore try to limit its use.
  • the term ingot means all possible forms of solidified metal.
  • pre-consumer manufacturing scrap which is generated before the metal is delivered to the end customer: the window buyer, the vacuum chamber user, the car buyer, the airline etc. and post-consumer waste which is recovered after use of the product, typically on the scrapped car.
  • the stages of manufacturing aluminum products generate numerous pre-consumer manufacturing scraps during all stages.
  • Post-consumer waste is for example used window frames, automobile parts recovered from scrapyards, crushed automobiles, dismantled airplanes, etc.
  • Post-consumer waste can be supplied raw, in compacted form or optionally having been melted separately and possibly solidified.
  • Addition elements are also supplied in appropriate form. These may be elements in their metallic form or in an alloyed form. For the addition of rare earths such as La, Ce and Nd it is advantageous to use mischmetal as the addition form.
  • a charge is formed with all or part of the aluminum supplied, this charge is melted and addition elements are added to obtain a bath of liquid metal having a composition according to the invention. It is possible that some of the aluminum supplied is already in liquid form.
  • the process according to the invention is advantageous because it allows, when constituting the charge, to use a high percentage of manufacturing scraps and/or post-consumer waste.
  • the charge contains at least 20% or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% of manufacturing scraps.
  • the load contains at least 20% or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% post-consumer waste.
  • the load contains at least 20% or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% of manufacturing scraps and waste post-consumer.
  • the charge is then melted and its composition adjusted using the addition elements to obtain a liquid metal bath having a composition according to the invention.
  • the bath of liquid metal is cast, preferably by vertical semi-continuous casting with direct cooling, to obtain a blank suitable for hot working, typically a rolling plate or a billet.
  • the blank thus obtained is homogenized to a content of at least 500°C.
  • the homogenization time during which the entire blank has reached a temperature of at least 500°C is typically at least 2 hours or at least 3 hours or at least 4 hours or at least 5 hours or at least 6 hours.
  • the alloys according to the invention make it possible, in certain embodiments, to reduce the homogenization time.
  • the homogenization time during which the entire blank has reached a temperature of at least 500°C is advantageously at most 12 hours or at most 11 hours or at most 10 hours or 'at most 9 hours or at most 8 hours.
  • the blank thus homogenized by rolling, spinning and/or forging is wrought hot and optionally cold to obtain a wrought product.
  • Hot working is typically started at a temperature of at least 400°C.
  • the blank is cooled from the homogenization temperature to the start of working temperature, optionally by forced cooling.
  • the blank is cooled to ambient temperature after homogenization then reheated to reach the start temperature of hot working.
  • the wrought product thus obtained is put into solution at a temperature of at least 500° C. and quenched. Quenching is typically carried out in water by immersion or spraying, however quenching in air is also possible for certain products, notably spun products.
  • the wrought product thus dissolved and quenched can be cold wrought and/or stress relieved.
  • aging is carried out at room temperature and/or tempering of the wrought product dissolved and quenched thus obtained to obtain a heat-treated wrought product.
  • the intermetallic particles of the parts were characterized by scanning electron microscopy over areas of 3300 x 3300 pm2. Two parameters were characterized by image analysis: the average size of the intermetallic particles and the average distance between the intermetallic particles.
  • the characterization method is illustrated in Figures 5, 6 and 7. Images of the intermetallic particles obtained BSD (Backscatter Diffraction), such as in Figure 5, are corrected and binarized ( Figure 6) and the images undergo at least two steps successive closing of objects to be able to quantify particle sizes intermetallic particles and the distances between intermetallic particles ( Figure 7). Image analysis closure steps are performed to measure the average size of the intermetallic particles and the average distance between the intermetallic particles.
  • the intermetallic particles are less harmful, particularly for shaping, when they are small and only slightly spaced apart from each other. These two parameters are correlated in fact, the iron content being constant in the test, the total volume of intermetallic particle is substantially constant in the different tests.
  • the intermetallic particles of the parts were characterized by scanning electron microscopy over areas of 3300 x 3300 pm2. Two parameters were characterized by image analysis: the average size of the intermetallic particles and the average distance between the intermetallic particles.
  • the intermetallic particles are less harmful, particularly for shaping, when they are small and only slightly separated from each other. These two parameters are correlated in fact, the iron content being constant in the test, the total volume of intermetallic particle is substantially constant in the different tests.
  • the intermetallic particles of the parts were characterized by scanning electron microscopy over areas of 3300 x 3300 pm2. Two parameters were characterized by image analysis: the average size of the intermetallic particles and the average distance between the intermetallic particles.
  • the intermetallic particles of the parts were characterized by scanning electron microscopy over areas of 3300 x 3300 pm2. Two parameters were characterized by image analysis: the average size of the intermetallic particles and the average distance between the intermetallic particles.
  • the intermetallic particles are less harmful, particularly for shaping, when they are small and not far apart from each other. These two parameters are correlated in fact, the iron content being constant in the test, the total volume of intermetallic particle is substantially constant in the different tests.
  • Example 6 The intermetallic particles of the parts were characterized by optical microscopy. The results are presented in Figure 8, with addition of La and Figure 9, without addition of La. The intermetallic particles are smaller in the case of the addition of La and their distribution is refined by 35% compared to to the reference without La. [0095] Example 6
  • Sheets with a thickness of 1.2 mm were put in 1h solution at 520°C, quenched, pre-tempered for 8 hours at 85°C and matured for 21 days at room temperature.
  • the mechanical performances in the bending test according to the NF EN ISO 7438 standard and the VDA 238-100 and VDA 239-200 procedures of these sheets were characterized in the transverse direction in relation to the rolling direction, after a preliminary traction of 14% in this direction.

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Abstract

L'invention concerne des alliages AlMgSi particulièrement favorables au recyclage. Un objet de l'invention est un alliage à base d'aluminium comprenant, en % en poids, Mg : 0,2 – 1,5; Si : 0,3 – 2,0; Fe : 0,25 – 1,0; Ti : 0,01 – 0,15; au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20 et de préférence de 0,005 à 0,15, Zr : ≤0,15; Mn : ≤1,5; V : ≤0,20; Zn : ≤1,0; Cr : ≤0,25; Cu : ≤ 1,5; reste aluminium et impuretés inévitables. L'addition de certains éléments en faible quantité permet de modifier la taille et la distribution des particules intermétalliques et ainsi de tolérer une teneur en impuretés, notamment en fer, augmentée. L'invention concerne également un produit corroyé traité thermiquement comprenant un alliage selon l'invention et son procédé de fabrication. L'invention est particulièrement utile pour la construction automobile, la construction de bâtiments, la construction aéronautique ou la construction industrielle.

Description

DESCRIPTION
Titre : ALLIAGE d'ALUMINIUM 6XXX AVEC RECYCLABILITE AMELIOREE
DOMAINE TECHNIQUE
[001] L'invention concerne un alliage d'aluminium de la famille 6XXX permettant d'augmenter le taux de recyclage dans les produits corroyés de ce type d'alliage, notamment dans le domaine de l'automobile.
ART ANTERIEUR
[002] Le recyclage de l'aluminium présente l'avantage d'être économique et écologique. La production de l'aluminium secondaire requière jusqu'à 95 % moins d'énergie que l'aluminium primaire et permet la réduction des émissions en CO2. Dans un souci d'améliorer l'impact environnemental de la production de l'aluminium, l'industrie de l'aluminium cherche à maximiser le taux de matière recyclée dans les produits. Cependant l'augmentation du taux de matière recyclée conduit généralement à une augmentation de la teneur en impuretés, notamment de la teneur en fer, impliquant des fractions volumiques et/ou des tailles plus élevées de particules intermétalliques qui peuvent être préjudiciables notamment aux durées de procédé tel que l'homogénéisation, aux propriétés liées à la mise en forme telles que l’allongement et la formabilité et aux propriétés de surface telles que la réponse à l'anodisation. Cette difficulté est expliquée, par exemple, dans l'article « Texture control by thermomechanical processing of AA6xxx Al-Mg-Si sheet alloys for automotive applications— a review » de la revue Materials Science and Engineering A336 (2002) 249-262.
[003] De façon à éviter cet effet néfaste il peut être envisagé de purifier le métal.
[004] Le brevet FR2902800 décrit un procédé de fabrication d’un bloc de refusion à partir de scrap permettant en particulier de purifier en fer et en silicium le scrap d’alliages de la série 2XXX ou de la série 7XXX, sans toutefois éliminer les éléments d’addition tels que le zinc, le cuivre et le magnésium.
[005] Cependant ces étapes de purification supplémentaire peuvent d'avérer difficile à mettre en oeuvre et coûteuses.
[006] La demande de brevet W02015/151907 Al mentionne également le problème de la teneur en impuretés dans les alliages recyclés.
[007] La demande de brevet US20080175747 décrit un alliage dans lequel les impuretés affectent peu les propriétés. [008] La demande de brevet J P2007169740 A décrit un alliage comprenant, en % en poids, Si: 0.5 - 1.5 %, Mg: 0.2 - 2.0 %, et jusqu'à Fe: 1.5 %, jusqu'à Mn: 1.0 %, jusqu'à Cr: 0.5 %, jusqu'à Zr: 0.5 %, jusqu'à V: 0.3 %, jusqu'à Ti: 0.2 %, jusqu'à Zn = 1.5 %, jusqu'à Cu: et contenant pas moins de 0.015 % et pas plus de 0.5 % de Bi, Sn, Ga, Co, Ni, Ca, Mo, Be, Pb, et W reste aluminium et impuretés.
[009] La demande de brevet JP2016037632 décrit une tôle d’alliage d’aluminium contenant Mg : 0,2 à 2,0 % en masse, Si : 0,3 à 2,0 % en masse et Fe : 0,01 à 0,5 % en masse et un ou les deux parmi Ni et Co d’un total de 0,002 à 0,3 % en masse et le reste Al avec des impuretés inévitables.
[0010] Le brevet EP2072628 décrit un produit extrudé ou forgé en alliage d’aluminium de type AIMgSi comprenant, en % en poids : Si 0,5 à 0,95, Mg 0,6 à 0,95, Mn 0,1 à 0,3, V 0,05 à 0,25. , Ni 0,05 à 0,25, Cu maximum 0,3, éventuellement un ou deux éléments choisis dans le groupe constitué de : (Cr 0,05 à 0,2 et Zr 0,05 à 0,2), Zn < 0,2, Fe < 0,5, Ti < 0,1, impuretés inévitables et reste en aluminium.
[0011] La demande de brevet CN112342443 concerne un matériau barrière antidéflagrant comprenant, en % en poids, 0,4 à 0,8 % de Si, 0,4 à 1,0 % de Fe, 0,2 à 0,4 % de Cu, 0,3 à 0,7 % de Mn, 0,1 à 0,25 % de Zn, 0,1 à 0,2 %, de Ti, 0,8 à 1,2 % de Mg, 0,03 à 0,4 % de Cr, 0,05 à 0,15 % de Zr, 0,1 à 0,3 % de Sc, 0,1 à 0,3 % de Ni et le reste, AL
[0012] La demande de brevet US 2020/095664 concerne des alliages d’aluminium à haute résistance et des procédés de fabrication et de traitement de ces alliages.
[0013] La demande de brevet CN106756320 concerne un rayonnage roulant en alliage d’aluminium comprenant, en pourcentage en poids, 1,5 % à 2,0 % de Mg, 1 % à 1,4 % de Si, 0,2 % à 0,5 % de Fe, 0,05 % à 0,09 % de Zn, 0,1 % à 0,3 % de Cu, 0,2% à 0,4% de Mn, 0,01% à 0,04% de C, 0,2% à 0,4% de B, 0,02% à 0,04% de W, 0,05% à 0,07% de Zr, 0,1% à 0,4% de Cr, 0,05 % à 0,09 % de Ti, 20 % à 35 % de déchets de pièces d’aluminium, 0,5 % à 1,5 % d’éléments de terres rares et le reste de l’aluminium.
[0014] Le problème que la présente invention cherche à résoudre est donc de proposer un alliage permettant de tolérer une teneur en impuretés, notamment en fer, augmentée et donc de ne pas avoir besoin de purification supplémentaire et aussi de limiter la durée des homogénéisations. EXPOSE DE L'INVENTION
[0015] Un premier objet de l'invention est un alliage à base d'aluminium comprenant, en % en poids,
- Mg : 0,2 - 1,5 ;
- Si : 0,3 - 2,0 ;
- Fe : 0,30 - 1,0 ;
- Ti : 0,01 - 0,15 ;
- au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20 et de préférence de 0,005 à 0,15,
- Zr : <0,15 ;
- Mn : <1,5 ;
- V : <0,20 ;
- Zn : <1,0 ;
- Cr : <0,25 ;
- Cu : < 1,5 ;
- reste aluminium et impuretés inévitables dont la teneur est au plus de 0,05% en poids.
[0016] Un autre objet de l'invention est un produit corroyé traité thermiquement comprenant un alliage selon l'invention.
[0017] Encore un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un produit corroyé traité thermiquement selon l'invention comprenant les étapes de
- Approvisionnement d'aluminium pur ou allié sous forme de lingot de métal primaire issu d'électrolyse et/ou de chutes fabrication pré-consommation et/ou de déchets post consommation lesdits déchets ayant optionnellement été fondus séparément et éventuellement solidifiés et d'éléments d'addition sous forme appropriée ;
- Constitution d'une charge avec l'aluminium approvisionné, fusion de cette charge et ajout des éléments d'addition pour obtenir un bain de métal liquide en alliage selon l'invention,
- Coulée, de préférence par coulée semi-continue verticale à refroidissement direct, dudit bain de métal liquide pour obtenir une ébauche apte au corroyage à chaud, typiquement une plaque de laminage, une ébauche de forge ou une billette ;
- Homogénéisation de l'ébauche à une température d'au moins 500 °C ;
- Corroyage à chaud et optionnellement à froid de l'ébauche par laminage, filage et/ou forgeage pour obtenir un produit corroyé ; - Mise en solution du produit corroyé ainsi obtenu à une température d'au moins 500 °C et trempe ;
- Vieillissement à température ambiante et/ou revenu du produit corroyé mis en solution et trempé ainsi obtenu pour obtenir un produit corroyé traité thermiquement.
- Encore un autre objet de l'invention est l'utilisation d'un produit selon l'invention pour la construction automobile, la construction de bâtiments, la construction aéronautique ou la construction industrielle.
FIGURES
[0018] La Figure 1 représente la relation entre la taille des particules intermétalliques et la distance entre les particules intermétalliques pour les essais de l'exemple 1.
[0019] La Figure 2 représente la relation entre la taille des particules intermétalliques et la distance entre les particules intermétalliques pour les essais de l'exemple 2.
[0020] La Figure 3 représente la relation entre la taille des particules intermétalliques et la distance entre les particules intermétalliques pour les essais de l'exemple 3.
[0021] La Figure 4 représente la relation entre la taille des particules intermétalliques et la distance entre les particules intermétalliques pour les essais de l'exemple 4
[0022] La Figure 5 représente une image de microscopie électronique en contraste BSE de particules intermétalliques dans les essais effectués
[0023] La Figure 6 représente l'image de la figure 5 après une première étape de traitement par analyse d'image.
[0024] La Figure 7 représente l'image de la figure 5 après une seconde étape de traitement par analyse d'image comprenant au moins deux étapes successives de fermeture des objets permettant le calcul des tailles moyennes et distances moyennes de particules intermétalliques.
[0025] La Figure 8 est une image par microscopie optique pour les essais de l'exemple 5 avec addition de La.
[0026] La Figure 9 est une image par microscopie optique pour les essais de l'exemple 5 sans addition de La.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0027] Sauf mention contraire, toutes les indications concernant la composition chimique des alliages sont exprimées comme un pourcentage en poids basé sur le poids total de l'alliage. L'expression 1,4 Cu ou 1,4 (Cu) signifie que la teneur en cuivre exprimée en % en poids est multipliée par 1,4. La désignation des alliages se fait en conformité avec les règlements de The Aluminium Association, connus de l'homme du métier. Sauf mention contraire, les définitions des états métallurgiques de la norme EN515 - 2017 s'appliquent.
[0028] Les présents inventeurs ont constaté que de manière surprenante, l'addition dans des alliages AIMgSi, aussi appelés alliages de la série 6XXX, de certains éléments en faible quantité permet de modifier la taille et la distribution des particules intermétalliques et ainsi de tolérer une teneur en impuretés, notamment en fer, augmentée.
[0029] On appelle particules intermétalliques des composés contenant plusieurs éléments métalliques ou métalloïdes formés lors de la solidification après la formation de l'aluminium cristallisé sous forme cubique face centré telles que AhFe, Mg2Si, AlFeSi, AlFeMnSi, etc ...
[0030] Les alliages selon l'invention sont des alliages AIMgSi. Ainsi ils contiennent de 0,2 % à 1,5 % de Mg et de 0,3 % à 2,0 % de Si.
[0031] Dans un mode de réalisation, la teneur en Mg est au moins 0,4%, ou est au moins 0,5%, ou est au moins 0,6%, ou est au moins 0,7%, ou est au moins 0,8%, ou est au moins 0,9%, ou est au moins 1,0%, ou est au moins 1,1%, ou est au moins 1,2%, ou est au moins 1,3%, et/ou est au plus 1,4%, ou est au plus 1,3%, ou est au plus 1,2%, ou est au plus 1,1%, ou est au plus 1,0%, ou est au plus 0,9%, ou est au plus 0,8%, ou est au plus 0,7%, ou est au plus 0,6%, ou est au plus 0,5%.
[0032] Dans un mode de réalisation, la teneur en Si est au moins 0,4%, ou est au moins 0,5%, ou est au moins 0,6%, ou est au moins 0,7%, ou est au moins 0,8%, ou est au moins 0,9%, ou est au moins 1,0%, ou est au moins 1,1%, ou est au moins 1,2%, ou est au moins 1,3%, ou est au moins 1,4%, ou est au moins 1,5%, ou est au moins 1,6%, ou est au moins 1,7%, ou est au moins 1,8%, et/ou est au plus 1,9%, ou est au plus 1,8%, ou est au plus 1,7%, ou est au plus 1,6%, ou est au plus 1,5%, ou est au plus 1,4%, ou est au plus 1,3%, ou est au plus 1,2%, ou est au plus 1,1%, ou est au plus 1,0%, ou est au plus 0,9%, ou est au plus 0,8%, ou est au plus 0,7%, ou est au plus 0,6%, ou est au plus 0,5%.
[0033] Le cuivre est un élément pouvant être ajouté dans les alliages AIMgSi notamment pour améliorer les propriétés mécaniques. La teneur en Cu est au plus de 1,5 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Cu est de 0,05 à 1% en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Cu est au moins 0,10%, ou est au moins 0,15%, ou est au moins 0,20%, ou est au moins
0,25%, ou est au moins 0,30%, ou est au moins 0,35%, ou est au moins 0,40%, ou est au moins
0,45%, ou est au moins 0,50%, ou est au moins 0,55%, ou est au moins 0,60%, ou est au moins
0,65%, ou est au moins 0,70%, ou est au moins 0,75%, ou est au moins 0,80%, ou est au moins 0,85%, ou est au moins 0,90%, ou est au moins 0,95%, ou est au moins 1,00%, ou est au moins 1,05%, ou est au moins 1,10%, ou est au moins 1,15%, ou est au moins 1,20%, ou est au moins 1,25%, ou est au moins 1,30%, ou est au moins 1,35%, ou est au moins 1,40% et/ou est au plus 1,45%, ou est au plus 1,40%, ou est au plus 1,35%, ou est au plus 1,30%, ou est au plus 1,25%, ou est au plus 1,20%, ou est au plus 1,15%, ou est au plus 1,10%, ou est au plus 1,05%, ou est au plus 1,00%, ou est au plus 0,95%, ou est au plus 0,90%, ou est au plus 0,85%, ou est au plus 0,80%, ou est au plus 0,75%, ou est au plus 0,70%, ou est au plus 0,65%, ou est au plus 0,60%, ou est au plus 0,55%, ou est au plus 0,50%, ou est au plus 0,45%, ou est au plus 0,40%, ou est au plus 0,35%, ou est au plus 0,30%, ou est au plus 0,25%, ou est au plus 0,20%, ou est au plus 0,15%.
[0034] Pour ce qui concerne les éléments majeurs Mg, Si et optionnellement Cu les teneurs des alliages AA6005, AA6005A, AA6105, AA6205, AA6305, AA6008, AA6009, AA6010, AA6011, AA6111, AA6012, AA6013, AA6014, AA6015, AA6016,AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032,
AA6033, AA6040, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6050, AA6151, AA6351, AA6053,
AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6061, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6063,
AA6064, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6082, AA6182, AA6086,
AA6091, AA6092, AA6099 sont des modes de réalisation de l'invention.
[0035] La teneur en Ti est de 0,01 à 0,15 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Ti est au moins 0,02%, ou est au moins 0,03%, ou est au moins 0,04%, ou est au moins 0,05%, ou est au moins 0,06%, ou est au moins 0,07%, ou est au moins 0,08%, ou est au moins 0,09%, ou est au moins 0,10%, ou est au moins 0,11%, ou est au moins 0,12%, ou est au moins 0,13%, et/ou est au plus 0,14%, ou est au plus 0,13%, ou est au plus 0,12%, ou est au plus 0,11%, ou est au plus 0,10%, ou est au plus 0,09%, ou est au plus 0,08%, ou est au plus 0,07%, ou est au plus 0,06%, ou est au plus 0,05%, ou est au plus 0,04%, ou est au plus 0,03%. L'addition de titane, sous la forme de titane métallique et/ou de TiBz et/ou de TiC est nécessaire pour obtenir l'effet souhaité car cette addition permet d'obtenir une taille de grain permettant de modifier la taille et la distribution des particules intermétalliques. Dans un mode de réalisation avantageux on ajoute du titane métallique et du TiC. Avantageusement, l'ajout de TiC est réalisé en ajoutant entre 0,5 et 2 kg par tonne de métal et de préférence entre 0,8 kg et 1,2 kg par tonne de métal de AI3%TiO,15%C et/ou All%TiO,2%C.
[0036] La teneur en Fe est de 0,30 à 1,0 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Fe est au moins 0,32% ou est au moins 0,35%, ou est au moins 0,40%, ou est au moins 0,45%, ou est au moins 0,50%, ou est au moins 0,55%, ou est au moins 0,60%, ou est au moins 0,65%, ou est au moins 0,70%, ou est au moins 0,75%, ou est au moins 0,80%, ou est au moins 0,85%, ou est au moins 0,90%, et/ou est au plus 0,95%, ou est au plus 0,90%, ou est au plus 0,85%, ou est au plus 0,80%, ou est au plus 0,75%, ou est au plus 0,70%, ou est au plus 0,65%, ou est au plus 0,60%, ou est au plus 0,55%, ou est au plus 0,50%, ou est au plus 0,45%, ou est au plus 0,40%, ou est au plus 0,35%. Dans un mode de réalisation de l'invention la teneur en Fe est de 0,35 à 0,85 % en poids et de préférence entre 0,4 et 0,7 % en poids.
[0037] Selon l'invention, au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os, la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20 % en poids, est ajouté. La teneur d'un élément qui n'est pas choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os est inférieure à 0,003 % en poids. Avantageusement, au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20 % en poids, est ajouté. Dans un mode de réalisation, au moins un élément est choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Mo, W, la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20% en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur de l'élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os et de préférence parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta est au moins 0,004%, ou est au moins 0,009%, ou est au moins 0,014%, ou est au moins 0,019%, ou est au moins 0,024%, ou est au moins 0,029%, ou est au moins 0,034%, ou est au moins 0,039%, ou est au moins 0,044%, ou est au moins 0,049%, ou est au moins 0,054%, ou est au moins 0,059%, ou est au moins 0,064%, ou est au moins 0,069%, ou est au moins 0,074%, ou est au moins
0,079%, ou est au moins 0,084%, ou est au moins 0,089%, ou est au moins 0,094%, ou est au moins 0,099%, ou est au moins 0,104%, ou est au moins 0,109%, ou est au moins 0,114%, ou est au moins 0,119%, ou est au moins 0,124%, ou est au moins 0,129%, ou est au moins 0,134%, ou est au moins 0,139%, ou est au moins 0,144%, ou est au moins 0,149%, ou est au moins 0,154%, ou est au moins 0,159%, ou est au moins 0,164%, ou est au moins 0,169%, ou est au moins 0,174%, ou est au moins 0,179%, ou est au moins 0,184%, ou est au moins 0,189%, ou est au moins 0,194% et/ou est au plus 0,195%, ou est au plus 0,190%, ou est au plus 0,185%, ou est au plus 0,180%, ou est au plus 0,175%, ou est au plus 0,170%, ou est au plus 0,165%, ou est au plus
0,160%, ou est au plus 0,155%, ou est au plus 0,150%, ou est au plus 0,145%, ou est au plus
0,140%, ou est au plus 0,135%, ou est au plus 0,130%, ou est au plus 0,125%, ou est au plus
0,120%, ou est au plus 0,115%, ou est au plus 0,110%, ou est au plus 0,105%, ou est au plus
0,100%, ou est au plus 0,095%, ou est au plus 0,090%, ou est au plus 0,085%, ou est au plus
0,080%, ou est au plus 0,075%, ou est au plus 0,070%, ou est au plus 0,065%, ou est au plus
0,060%, ou est au plus 0,055%, ou est au plus 0,050%, ou est au plus 0,045%, ou est au plus 0,040%, ou est au plus 0,035%, ou est au plus 0,030%, ou est au plus 0,025%, ou est au plus 0,020%, ou est au plus 0,015%, ou est au plus 0,010%.
[0038] Dans un mode de réalisation, au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os, la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,009 à 0,090 % en poids, est ajouté.
[0039] Dans un mode de réalisation avantageux au moins un élément est choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,005 à 0,15 % en poids.
[0040] La teneur en Zr est au plus de 0,15 % en poids. Dans un mode de réalisation avantageux, la teneur en Zr est de 0,003 à 0,15 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Zr est au moins 0,004%, ou est au moins 0,009%, ou est au moins 0,014%, ou est au moins 0,019%, ou est au moins 0,024%, ou est au moins 0,029%, ou est au moins 0,034%, ou est au moins 0,039%, ou est au moins 0,044%, ou est au moins 0,049%, ou est au moins 0,054%, ou est au moins 0,059%, ou est au moins 0,064%, ou est au moins 0,069%, ou est au moins 0,074%, ou est au moins 0,079%, ou est au moins 0,084%, ou est au moins 0,089%, ou est au moins 0,094%, ou est au moins 0,099%, ou est au moins 0,104%, ou est au moins 0,109%, ou est au moins 0,114%, ou est au moins 0,119%, ou est au moins 0,124%, ou est au moins 0,129%, ou est au moins 0,134%, ou est au moins 0,139% et/ou est au plus 0,145%, ou est au plus 0,140%, ou est au plus 0,135%, ou est au plus 0,130%, ou est au plus 0,125%, ou est au plus 0,120%, ou est au plus 0,115%, ou est au plus 0,110%, ou est au plus 0,105%, ou est au plus 0,100%, ou est au plus 0,095%, ou est au plus 0,090%, ou est au plus 0,085%, ou est au plus 0,080%, ou est au plus 0,075%, ou est au plus 0,070%, ou est au plus 0,065%, ou est au plus 0,060%, ou est au plus 0,055%, ou est au plus 0,050%, ou est au plus 0,045%, ou est au plus 0,040%, ou est au plus 0,035%, ou est au plus 0,030%, ou est au plus 0,025%, ou est au plus 0,020%, ou est au plus 0,015%, ou est au plus 0,010%.
[0041] La teneur en Mn est au plus de 1,5 % en poids. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la teneur en Mn est de 0,03 à 1,0 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Mn est au moins 0,05%, ou est au moins 0,10%, ou est au moins 0,15%, ou est au moins 0,20%, ou est au moins 0,25%, ou est au moins 0,30%, ou est au moins 0,35%, ou est au moins 0,40%, ou est au moins 0,45%, ou est au moins 0,50%, ou est au moins 0,55%, ou est au moins 0,60%, ou est au moins 0,65%, ou est au moins 0,70%, ou est au moins 0,75%, ou est au moins 0,80%, ou est au moins 0,85%, ou est au moins 0,90%, ou est au moins 0,95%, ou est au moins 1,00%, ou est au moins 1,05%, ou est au moins 1,10%, ou est au moins 1,15%, ou est au moins 1,20%, ou est au moins 1,25%, ou est au moins 1,30%, ou est au moins 1,35%, ou est au moins 1,40% et/ou est au plus 1,45%, ou est au plus 1,40%, ou est au plus 1,35%, ou est au plus 1,30%, ou est au plus 1,25%, ou est au plus 1,20%, ou est au plus 1,15%, ou est au plus 1,10%, ou est au plus 1,05%, ou est au plus 1,00%, ou est au plus 0,95%, ou est au plus 0,90%, ou est au plus 0,85%, ou est au plus 0,80%, ou est au plus 0,75%, ou est au plus 0,70%, ou est au plus 0,65%, ou est au plus 0,60%, ou est au plus 0,55%, ou est au plus 0,50%, ou est au plus 0,45%, ou est au plus 0,40%, ou est au plus 0,35%, ou est au plus 0,30%, ou est au plus 0,25%, ou est au plus 0,20%, ou est au plus 0,15%, ou est au plus 0,10%.
[0042] La teneur en V est au plus de 0,20 % en poids. Dans un mode de réalisation de l'invention la teneur en V est de 0,05 à 0,20 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en V est au moins 0,06%, ou est au moins 0,07%, ou est au moins 0,08%, ou est au moins 0,09%, ou est au moins 0,10%, ou est au moins 0,11%, ou est au moins 0,12%, ou est au moins 0,13%, ou est au moins 0,14%, ou est au moins 0,15%, ou est au moins 0,16%, ou est au moins 0,17%, ou est au moins 0,18%, et/ou est au plus 0,19%, ou est au plus 0,18%, ou est au plus 0,17%, ou est au plus 0,16%, ou est au plus 0,15%, ou est au plus 0,14%, ou est au plus 0,13%, ou est au plus 0,12%, ou est au plus 0,11%, ou est au plus 0,10%, ou est au plus 0,09%, ou est au plus 0,08%, ou est au plus 0,07%.
[0043] La teneur en Zn est au plus de 1,0 %en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Zn est de 0,03 à 1,0 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Zn est au moins 0,05%, ou est au moins 0,10%, ou est au moins 0,15%, ou est au moins 0,20%, ou est au moins 0,25%, ou est au moins 0,30%, ou est au moins 0,35%, ou est au moins 0,40%, ou est au moins 0,45%, ou est au moins 0,50%, ou est au moins 0,55%, ou est au moins 0,60%, ou est au moins 0,65%, ou est au moins 0,70%, ou est au moins 0,75%, ou est au moins 0,80%, ou est au moins 0,85%, ou est au moins 0,90%, et/ou est au plus 0,95%, ou est au plus 0,90%, ou est au plus 0,85%, ou est au plus 0,80%, ou est au plus 0,75%, ou est au plus 0,70%, ou est au plus 0,65%, ou est au plus 0,60%, ou est au plus 0,55%, ou est au plus 0,50%, ou est au plus 0,45%, ou est au plus 0,40%, ou est au plus 0,35%, ou est au plus 0,30%, ou est au plus 0,25%, ou est au plus 0,20%, ou est au plus 0,15%, ou est au plus 0,10%.
[0044] La teneur en Cr est au plus de 0,25 % en poids. Dans un mode de réalisation la teneur en Cr est de 0,01 à 0,25 % en poids. Dans un mode de réalisation, la teneur en Cr est au moins 0,02%, ou est au moins 0,03%, ou est au moins 0,04%, ou est au moins 0,05%, ou est au moins
0,06%, ou est au moins 0,07%, ou est au moins 0,08%, ou est au moins 0,09%, ou est au moins
0,10%, ou est au moins 0,11%, ou est au moins 0,12%, ou est au moins 0,13%, ou est au moins
0,14%, ou est au moins 0,15%, ou est au moins 0,16%, ou est au moins 0,17%, ou est au moins
0,18%, ou est au moins 0,19%, ou est au moins 0,20%, ou est au moins 0,21%, ou est au moins 0,22%, ou est au moins 0,23%, et/ou est au plus 0,24%, ou est au plus 0,23%, ou est au plus 0,22%, ou est au plus 0,21%, ou est au plus 0,20%, ou est au plus 0,19%, ou est au plus 0,18%, ou est au plus 0,17%, ou est au plus 0,16%, ou est au plus 0,15%, ou est au plus 0,14%, ou est au plus 0,13%, ou est au plus 0,12%, ou est au plus 0,11%, ou est au plus 0,10%, ou est au plus 0,09%, ou est au plus 0,08%, ou est au plus 0,07%, ou est au plus 0,06%, ou est au plus 0,05%, ou est au plus 0,04%, ou est au plus 0,03%.
[0045] Les autres éléments sont des impuretés inévitables dont la teneur est typiquement au plus de 0,05% en poids, ou au plus de 0,04%, ou au plus de 0,03%, ou au plus de 0,02%, ou au plus de 0,01%. Il est entendu comme usuellement que la teneur maximale concerne chacune des impuretés inévitables. Avantageusement, le total des impuretés inévitables est au plus de 0,15 % en poids, ou au plus de 0,12%, au plus de 0,10%, au plus de 0,08%, au plus de 0,06%. Dans un mode de réalisation, parmi les impuretés inévitables, la teneur en Sc est au plus de 0,020 % en poids, ou au plus de 0,015 %, ou au plus de 0,0010%, ou au plus de 0,005%, ou au plus de 0,002%
[0046] Le reste est de l'aluminium.
[0047] Dans un mode de réalisation de l'invention, l'alliage comprend au moins deux éléments choisis parmi Co, Ni, Ba, La, Ce, Ta, Ru, Os et Zr la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,15 % en poids, la somme de la teneur des éléments choisis étant au moins égale à 0,08 % en poids et au moins un des éléments choisis ayant une teneur de 0,04 % à 0,15 % en poids et de préférence de 0,05 à 0,10 %.
[0048] Dans un mode de réalisation de l'invention, l'alliage comprend au moins trois éléments choisis parmi Co, Ni, Ba, La, Ce, Ta, Ru, Os et Zr la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,15 % en poids, la somme de la teneur des éléments choisis étant au moins égale à 0,14 % en poids et au moins un des éléments choisis ayant une teneur de 0,04 % à 0,15 % en poids. De préférence dans ce mode de réalisation, les éléments choisis sont Co, Ba, Zr ou Ni, Ba, Zr, ou Co, La, Zr ou Co, Ni, Ba.
[0049] Les alliages selon l'invention ont l'avantage d'avoir taille moyenne des particules intermétalliques et une distance moyenne entre les particules intermétalliques diminuée par rapport aux alliages selon l'art antérieur. Les particules intermétalliques sont moins néfastes, notamment pour la mise en forme, quand elles sont de petite taille et faiblement éloignées les unes des autres. Les alliages selon l'invention sont donc avantageux pour diminuer les durées de procédé tel que l'homogénéisation, pour améliorer les propriétés liées à la mise en forme telles que l'allongement et la formabilité et améliorer les propriétés de surface telles que la réponse à l'anodisation.
[0050] Un objet de l'invention est un produit corroyé traité thermiquement comprenant un alliage selon l'invention. Par produit traité thermiquement on entend dans le cadre de l'invention un produit dans un état T ce qui signifie un produit en alliage à traitement thermique traité thermiquement pour obtenir des états stables autres que F, O ou H. Typiquement, le produit traité thermiquement est dans un état T3, T4, T5, T6, T7 ou T8.
[0051] Un objet de l'invention est un produit laminé comprenant un alliage selon l'invention. Un produit laminé selon l'invention a typiquement une épaisseur de 0,5 mm à 300 mm et de préférence de 0,8 mm à 150 mm. Dans un mode de réalisation avantageux le produit laminé selon l'invention a une épaisseur de 0,8 mm à 1,5 mm et son angle de pliage am, déterminé suivant la norme NF EN ISO 7438 et les procédures VDA 238-100 et VDA 239-200, est d'au moins 112° et de préférence au moins 114°.
[0052] Un autre objet de l'invention est un produit filé comprenant un alliage selon l'invention. Un produit filé selon l'invention a typiquement une épaisseur de 0,5 mm à 30 mm et de préférence de 0,8 mm à 20 mm. Un autre objet de l'invention est un produit forgé comprenant un alliage selon l'invention. Un produit forgé selon l'invention a typiquement localement une épaisseur de 0,5 mm à 300 mm et de préférence de 0,8 mm à 150 mm.
[0053] Un procédé permettant d'obtenir un produit corroyé traité thermiquement selon l'invention comprend les étapes de
- Approvisionnement d'aluminium pur ou allié sous forme de lingot de métal primaire issu d'électrolyse et/ou de chutes de fabrication pré-consommation et/ou de déchets post consommation lesdits déchets ayant optionnellement été fondus séparément et éventuellement solidifiés et d'éléments d'addition sous forme appropriée ;
- Constitution d'une charge avec l'aluminium approvisionné, fusion de cette charge et ajout des éléments d'addition pour obtenir un bain de métal liquide en alliage selon l'invention,
- Coulée, de préférence par coulée semi-continue verticale à refroidissement direct, dudit bain de métal liquide pour obtenir une ébauche apte au corroyage à chaud, typiquement une plaque de laminage, une ébauche de forge ou une billette ;
- Homogénéisation de l'ébauche à une température d'au moins 500 °C ;
- Corroyage à chaud et optionnellement à froid de l'ébauche par laminage, filage et/ou forgeage pour obtenir un produit corroyé ; - Mise en solution du produit corroyé ainsi obtenu à une température d'au moins 500 °C et trempe ;
- Vieillissement à température ambiante et/ou revenu du produit corroyé mis en solution et trempé ainsi obtenu pour obtenir un produit corroyé traité thermiquement.
[0054] Dans une première étape on approvisionne de l'aluminium pur ou allié sous forme de lingot de métal primaire issu d'électrolyse et/ou de chutes fabrication pré-consommation et/ou de déchets post consommation ayant optionnellement été fondus séparément et éventuellement solidifiés et des éléments d'addition sous forme appropriée.
[0055] L'aluminium pur ou allié sous forme de lingot de métal primaire présente généralement l'inconvénient de générer lors de sa fabrication des émissions importantes de CO2 et on essaie donc de limiter son utilisation. Dans le cadre de l'invention, le terme lingot signifie toutes les formes possibles de métal solidifié. En ce qui concerne les autres sources de métal, on distingue les chutes de fabrication pré-consommation, qui sont générées avant que le métal ne soit livré au client final : l'acheteur de fenêtre, l'utilisateur de chambre à vide, l'acheteur de voiture, la compagnie aérienne etc et les déchets post consommation qui sont récupérés après utilisation du produit, typiquement sur la voiture à la casse. Les étapes de fabrication de produits en aluminium génèrent de nombreuses chutes de fabrication pré-consommation lors de l'ensemble des étapes. Il peut s'agir par exemple d'extrémités de plaques ou billettes coulées ayant été chutées avant corroyage à chaud, d'extrémités de produits laminés ou filés ayant été chutées lors du procédé de fabrication de tôles ou de profilés, de squelettes des flans utilisés pour l'emboutissage, de copeaux d'usinage etc. Les déchets post-consommation sont par exemple des cadres de fenêtre usagées, des pièces automobiles récupérées à la casse, des automobiles broyées, des avions démontés etc. Les déchets post-consommation peuvent être approvisionnés bruts, sous forme compactée ou optionnellement avoir été fondus séparément et éventuellement solidifiés. On approvisionne également des éléments d'addition sous forme appropriée. Il peut s'agir d'éléments sous leur forme métallique ou sous une forme alliée. Pour l'addition de terres rares telles que La, Ce et Nd il est avantageux d'utiliser comme forme d'addition le mischmétal.
[0056] Dans une étape ultérieure on constitue une charge avec tout ou partie de l'aluminium approvisionné, on fait fondre cette charge et on ajoute des éléments d'addition pour obtenir un bain de métal liquide ayant une composition selon l'invention. Il est possible qu'une partie de l'aluminium approvisionné soit déjà sous forme liquide. [0057] Le procédé selon l'invention est avantageux car il permet, lors de la constitution de la charge d'utiliser un pourcentage élevé de chutes de fabrication et/ou déchets postconsommation. Ainsi dans un mode de réalisation la charge contient au moins 20% ou au moins 30% ou au moins 40% ou au moins 50% ou au moins 60% ou au moins 70% ou au moins 80% de chutes de fabrication. Ainsi dans un mode de réalisation la charge contient au moins 20% ou au moins 30% ou au moins 40% ou au moins 50% ou au moins 60% ou au moins 70% ou au moins 80% de déchets post-consommation. Ainsi dans un mode de réalisation la charge contient au moins 20% ou au moins 30% ou au moins 40% ou au moins 50% ou au moins 60% ou au moins 70% ou au moins 80% de chutes de fabrications et de déchets post-consommation. La charge est ensuite fondue et sa composition ajustée grâce aux éléments d'addition pour obtenir un bain de métal liquide ayant une composition selon l'invention
[0058] Dans une étape ultérieure, le bain de métal liquide est coulé, de préférence par coulée semi-continue verticale à refroidissement direct, pour obtenir une ébauche apte au corroyage à chaud, typiquement une plaque de laminage ou une billette.
[0059] Dans une étape ultérieure, on homogénéise l'ébauche ainsi obtenue à une teneur d'au moins 500 °C. La durée d'homogénéisation durant laquelle l'ensemble de l'ébauche a atteint une température d'au moins 500 °C est typiquement d'au moins 2 heures ou d'au moins 3 heures ou d'au moins 4 heures ou d'au moins 5 heures ou d'au moins 6 heures. Les alliages selon l'invention permettent dans certains modes de réalisation de diminuer la durée d'homogénéisation. Ainsi la durée d'homogénéisation durant laquelle l'ensemble de l'ébauche a atteint une température d'au moins 500 °C est avantageusement d'au plus 12 heures ou d'au plus 11 heures ou d'au plus 10 heures ou d'au plus 9 heures ou d'au plus 8 heures.
[0060] Dans une étape ultérieure, on corroie à chaud et optionnellement à froid l'ébauche ainsi homogénéisée par laminage, filage et/ou forgeage pour obtenir un produit corroyé. Le corroyage à chaud est typiquement débuté à une température d'au moins 400 °C. Dans un mode de réalisation l'ébauche est refroidie de la température d'homogénéisation à la température de début de corroyage, optionnellement par refroidissement forcé. Dans un autre mode de réalisation l'ébauche est refroidie jusqu'à température ambiante après homogénéisation puis réchauffée pour atteindre la température de début de corroyage à chaud.
[0061] Dans une étape ultérieure le produit corroyé ainsi obtenu est mis en solution à une température d'au moins 500 °C et trempé. La trempe est typiquement réalisée à l'eau par immersion ou aspersion, cependant une trempe à l'air est également envisageable pour certains produits, notamment les produits filés. [0062] Dans une étape ultérieure optionnelle le produit corroyé ainsi mis en solution et trempé peut être corroyé à froid et/ou détensionné.
[0063] Dans une étape ultérieure, on réalise un vieillissement à température ambiante et/ou un revenu du produit corroyé mis en solution et trempé ainsi obtenu pour obtenir un produit corroyé traité thermiquement.
[0064] Parmi les utilisations des produits selon l'invention on peut citer notamment la construction automobile (par exemple peau et renfort de carrosserie, système d'absorption de chocs, boites de batterie) la construction de bâtiments (par exemple charpente, menuiserie, décoration...), la construction aéronautique (par exemple fuselage, liaisons électriques, ...) et la construction industrielle (par exemple pylônes, chambres à vide, rails de chemin de fer).
EXEMPLES
[0065] Exemple 1
[0066] Dans cet exemple, des pièces en alliage d'aluminium ont été coulées et homogénéisées 8 heures à 540 °C. Un affinant AI31Ï0.15C a été ajouté dans la proportion de lkg/t. La composition des pièces est donnée dans le Tableau 1 ci-dessous.
[0067] [Table 1] - Composition des alliages en % en poids
Figure imgf000016_0001
[0068] Les particules intermétalliques des pièces ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage sur des zones de 3300 x 3300 pm2. On a caractérisé par analyse d'image deux paramètres : la taille moyenne des particules intermétalliques et la distance moyenne entre les particules intermétalliques. La méthode de caractérisation est illustrée par les Figures 5, 6 et 7. Des images des particules intermétalliques obtenues BSD (Backscatter Diffraction), telles que sur la Figure 5, sont corrigées et binarisées (Figure 6) et les images subissent au moins deux étapes successives de fermeture des objets pour pouvoir quantifier les tailles des particules intermétalliques et les distances entre particules intermétalliques (Figure 7). Des étapes de fermeture par analyse d'image sont réalisées pour mesurer la taille moyenne des particules intermétalliques et la distance moyenne entre les particules intermétalliques.
[0069] Les résultats sont présentés dans le tableau 2 et représentés sur la Figure 1, en % par rapport à l'échantillon de référence C1H. Il est en effet plus pertinent de présenter les résultats en pourcentage, les valeurs absolues pouvant être affectés par des paramètres expérimentaux.
[0070] [Table 2] -
Figure imgf000017_0001
[0071] Les particules intermétalliques sont moins néfastes, notamment pour la mise en forme, quand elles sont de petite taille et faiblement éloignées les unes des autres. Ces deux paramètres sont corrélés en effet, la teneur en fer étant constante dans l'essai, le volume total de particule intermétallique est sensiblement constant dans les différents essais.
[0072] Exemple 2
[0073] Dans cet exemple, des pièces en alliage d'aluminium ont été coulées et homogénéisées
8 heures à 540 °C. Un affinant AI3TÎ0.15C a été ajouté dans la proportion de lkg/t. La composition des pièces est donnée dans le Tableau 3 ci-dessous.
[0074] [Table 3] - Composition des alliages en % en poids
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000018_0001
[0075] Les particules intermétalliques des pièces ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage sur des zones de 3300 x 3300 pm2. On a caractérisé par analyse d'image deux paramètres : la taille moyenne des particules intermétalliques et la distance moyenne entre les particules intermétalliques.
[0076] Les résultats sont présentés dans le tableau 4 et représentés sur la Figure 2, en % par rapport à l'échantillon de référence C16H. Il est en effet plus pertinent de présenter les résultats en pourcentage, les valeurs absolues pouvant être affectés par des paramètres expérimentaux.
[0077] [Table 4] -
Figure imgf000018_0002
[0078] Les particules intermétalliques sont moins néfastes, notamment pour la mise en forme, quand elles sont de petite taille et faiblement éloignées les unes des autres. Ces deux paramètres sont corrélés en effet, la teneur en fer étant constante dans l'essai, le volume total de particule intermétallique est sensiblement constant dans les différents essais.
[0079] Exemple 3
[0080] Dans cet exemple, des pièces en alliage d'aluminium ont été coulées et homogénéisées 8 heures à 540 °C. Un affinant AI3TÎ0.15C a été ajouté dans la proportion de lkg/t. La composition des pièces est donnée dans le Tableau 5 ci-dessous. [0081] [Table 5] - Composition des alliages en % en poids
Figure imgf000019_0001
[0082] Les particules intermétalliques des pièces ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage sur des zones de 3300 x 3300 pm2. On a caractérisé par analyse d'image deux paramètres : la taille moyenne des particules intermétalliques et la distance moyenne entre les particules intermétalliques.
[0083] Les résultats sont présentés dans le tableau 6 et représentés sur la Figure 3, en % par rapport à l'échantillon de référence D4. Il est en effet plus pertinent de présenter les résultats en pourcentage, les valeurs absolues pouvant être affectés par des paramètres expérimentaux.
[0084] [Table 6] -
Figure imgf000019_0002
[0085] Exemple 4
[0086] Dans cet exemple, des pièces en alliage d'aluminium ont été coulées et homogénéisées
8 heures à 540 °C. Un affinant AI3TÎ0.15C a été ajouté dans la proportion de lkg/t. La composition des pièces est donnée dans le Tableau 7 ci-dessous.
[0087] [Table 7] - Composition des alliages en % en poids
Figure imgf000019_0003
Figure imgf000020_0001
[0088] Les particules intermétalliques des pièces ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage sur des zones de 3300 x 3300 pm2. On a caractérisé par analyse d'image deux paramètres : la taille moyenne des particules intermétalliques et la distance moyenne entre les particules intermétalliques.
[0089] Les résultats sont présentés dans le tableau 8 et représentés sur la Figure 4, en % par rapport à l'échantillon de référence D5. Il est en effet plus pertinent de présenter les résultats en pourcentage, les valeurs absolues pouvant être affectés par des paramètres expérimentaux.
[0090] [Table 8] -
Figure imgf000020_0002
[0091] Les particules intermétalliques sont moins néfastes, notamment pour la mise en forme, quand elles sont de petite taille et faiblement éloignées les unes des autres. Ces deux paramètres sont corrélés en effet, la teneur en fer étant constante dans l'essai, le volume total de particule intermétallique est sensiblement constant dans les différents essais.
[0092] Exemple 5
[0093] Dans cet exemple, des pièces en alliage d'aluminium 6082, dans lesquelles avaient été ajouté 1% en poids de fer et, pour un des essais 0,2 % en poids de La, ont été coulées.
[0094] Les particules intermétalliques des pièces ont été caractérisées par microscopie optique. Les résultats sont présentés sur la Figure 8, avec addition de La et la Figure 9, sans addition de La. Les particules intermétalliques sont de plus petite taille dans le cas de l'addition de La et leur distribution est affinée de 35% par rapport à la référence sans La. [0095] Exemple 6
[0096] Dans cet exemple, des plaques de format industriel en alliage d'aluminium ont été coulées. Un affinant AI3TÎ0.15C a été ajouté dans la proportion de lkg/t. La composition des plaques est donnée dans le Tableau 9 ci-dessous. Les trois alliages sont conformes à l'enregistrement de l'alliage AA6016A, cependant la teneur en fer de l'alliage El est typique d'une teneur industrielle standard tandis la teneur en fer des alliages E2 et E3 est typique d'alliages à fort taux de matière recyclée.
[0097] [Table 9] - Composition des alliages en % en poids
Figure imgf000021_0001
[0098] Les plaques ont été homogénéisées à 560°C pendant 3h puis à 535°C pendant lh puis laminées à chaud et à froid pour obtenir des tôles d'épaisseur 1,2 mm.
[0099] Des tôles d'épaisseur 1,2 mm ont été mises en solution lh à 520°C, trempées, prérevenues 8h à 85°C et maturées de 21 jours à température ambiante. Les performances mécaniques à l'essai de pliage selon la norme NF EN ISO 7438 et les procédures VDA 238-100 et VDA 239-200 de ces tôles ont été caractérisées dans la direction travers par rapport à la direction de laminage, après une pré-traction de 14% dans cette direction.
[00100] Les résultats obtenus sont donnés dans le Tableau 10
[00101] Tableau 10. Résultat de test de pliage
Figure imgf000021_0002
[00102] Grâce à l'ajout de Co et Zr, la performance en pliage d'un alliage AA6016A ayant une forte teneur en fer peut-être ramenée à celle d'un alliage AA6016A dont la teneur en fer est standard.

Claims

REVENDICATIONS Alliage à base d'aluminium comprenant, en % en poids,
- Mg : 0,2 - 1,5 ;
- Si : 0,3 - 2,0 ;
- Fe : 0,30 - 1,0 ;
- Ti : 0,01 - 0,15 ;
- au moins un élément choisi parmi Co, Ba, Ni, La, Ce, Ta, Mo, W, Nb, Re, Pr, Nd, Pm, Sm, Y, Ru, Os la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,20 et de préférence de 0,005 à 0,15,
- Zr : <0,15 ;
- Mn : <1,5 ;
- V : <0,20 ;
- Zn : <1,0 ;
- Cr : <0,25 ;
- Cu : < 1,5 ;
- reste aluminium et impuretés inévitables, dont la teneur est au plus de 0,05% en poids. Alliage selon la revendication 1 comprenant, en % en poids, Zr : 0,003 - 0,15 et/ou Mn : 0,03 - 1,0 et/ou V : 0,05 - 0,20 et/ou Zn : 0,03 - 1,0 et/ou Cr : 0,01 - 0,25 et/ou Cu : 0,05 - 1,0. Alliage selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel l'alliage comprend au moins deux éléments choisis parmi Co, Ni, Ba, La, Ce, Ta, Ru, Os et Zr la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,15 % en poids, la somme de la teneur des éléments choisis étant au moins égale à 0,08 % en poids et au moins un des éléments choisis ayant une teneur de 0,04 % à 0,15 % en poids. Alliage selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'alliage comprend au moins trois éléments choisis parmi Co, Ni, Ba, La Ce, Ta, Ru, Os et Zr la teneur de l'élément s'il est choisi étant de 0,003 à 0,15 % en poids, la somme de la teneur des éléments choisis étant au moins égale à 0,14 % en poids et au moins un des éléments choisis ayant une teneur de 0,04 % à 0,15 % en poids. Alliage selon la revendication 4 dans lequel les éléments choisis sont Co, Ba, Zr ou Ni, Ba , Zr ou Co, La, Zr ou Co, Ni, Ba. Alliage selon une quelconque des revendication 1 à 5 dans lequel la teneur en Fe est de 0,35 à 0,85 % en poids et de préférence entre 0,4 et 0,7 % en poids. Produit corroyé traité thermiquement comprenant un alliage selon une quelconque des revendications 1 à 6. Produit corroyé selon la revendication 7 dans lequel le produit corroyé est un produit laminé ayant une épaisseur de 0,5 mm à 300 mm et de préférence de 0,8 mm à 150 mm. Produit corroyé selon la revendication 8 caractérisé en ce que son épaisseur est de 0,8 mm à 1,5 mm et son angle de pliage am, déterminé suivant la norme NF EN ISO 7438 et les procédures VDA 238-100 et VDA 239-200, est d'au moins 112° et de préférence au moins 114°. Produit corroyé selon la revendication 7 dans lequel le produit corroyé est un produit filé ayant une épaisseur de 0,5 mm à 30 mm et de préférence de 0,8 mm à 20 mm. Produit corroyé selon la revendication 7 dans lequel le produit corroyé est t un produit forgé ayant localement une épaisseur de 0,5 mm à 300 mm et de préférence de 0,8 mm à 150 mm. Procédé de fabrication d'un produit selon une quelconque des revendications 7 à 11 comprenant les étapes de
- Approvisionnement d'aluminium pur ou allié sous forme de lingot de métal primaire issu d'électrolyse et/ou de chutes de fabrication pré-consommation et/ou de déchets post consommation lesdits déchets ayant optionnellement été fondus séparément et éventuellement solidifiés et d'éléments d'addition sous forme appropriée ;
- Constitution d'une charge avec l'aluminium approvisionné, fusion de cette charge et ajout des éléments d'addition pour obtenir un bain de métal liquide en alliage selon l'invention,
- Coulée, de préférence par coulée semi-continue verticale à refroidissement direct, dudit bain de métal liquide pour obtenir une ébauche apte au corroyage à chaud, typiquement une plaque de laminage, une ébauche de forge ou une billette ;
- Homogénéisation de l'ébauche à une température d'au moins 500 °C ;
- Corroyage à chaud et optionnellement à froid de l'ébauche par laminage, filage et/ou forgeage pour obtenir un produit corroyé ;
- Mise en solution du produit corroyé ainsi obtenu à une température d'au moins 500 °C et trempe ;
- Vieillissement à température ambiante et/ou revenu du produit corroyé mis en solution et trempé ainsi obtenu pour obtenir un produit corroyé traité thermiquement. Procédé selon la revendication 12 dans lequel la charge contient au moins 30 % de déchets post-consommation. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13 dans lequel le titane est ajouté sous forme de titane métallique et de TiC. Utilisation d'un produit selon une quelconque des revendications 7 à 11 pour la construction automobile, la construction de bâtiments, la construction aéronautique ou la construction industrielle
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