8 • L’aluminium
et ses alliages
203
8.2 Le durcissement
des alliages d’aluminium
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Pour de nombreux emplois il est nécessaire de recourir à des alliages
d’aluminium présentant des caractéristiques mécaniques plus élevées.
Ces alliages sont, du point de vue de leur composition chimique définis
par les critères suivants :
– Al prédomine en masse sur chacun des éléments d’alliage;
– la teneur totale en masse des éléments d’alliage dépasse 1 %;
– la teneur en masse de chaque élément satisfait aux conditions ci-dessous :
• pour Cr, Cu, Mg, Mn, Ni et Zn; teneur > 0,1 %,
• Fe + Si > 1 %.
8.2 Le durcissement des alliages d’aluminium
Le durcissement peut être obtenu par l’un des deux modes suivants :
– écrouissage (possible compte tenu de la grande plasticité initiale de l’aluminium due à sa structure CFC), on peut alors parvenir aux résultats
suivants :
• limite d’élasticité R p0,2 ; 120 à 150 N/mm
2 ,
• résistance à la traction; 130 à 185 N/mm
2
,
• allongement à rupture; 2 à 8 %;
– précipitation; les propriétés chimiques de l’aluminium font que la
phase durcissante peut être :
• une solution solide de l’aluminium dans l’élément d’alliage; la figure 8.1
en donne un exemple avec un alliage Al-Zn dans lequel peut précipiter une solution solide de Al dans Zn (à 275 °C cette phase contient
0,6 % d’aluminium et environ 0,1 % à 100 °C). Ici la nécessaire mise
en solution des précipités peut se faire dans un vaste domaine de
température (au-dessus de ODM mais au-dessous du solidus BN).
La solubilité non nulle de Zn dans Al à basse température permet un
durcissement complémentaire par effet de solution solide;
• un composé intermétallique formé à partir de l’élément d’alliage; la
figure 8.2 en donne un exemple avec un alliage Al-Cu dans lequel
peut précipiter Al 2 Cu. Les possibilités de remise en solution des précipités sont limitées par l’eutectique qui fond à 548 °C; il n’est donc
pas nécessaire d’ajouter plus de 5,65 % de Cu. Il est même préférable,
et ses alliages
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8.2 Le durcissement
des alliages d’aluminium
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Pour de nombreux emplois il est nécessaire de recourir à des alliages
d’aluminium présentant des caractéristiques mécaniques plus élevées.
Ces alliages sont, du point de vue de leur composition chimique définis
par les critères suivants :
– Al prédomine en masse sur chacun des éléments d’alliage;
– la teneur totale en masse des éléments d’alliage dépasse 1 %;
– la teneur en masse de chaque élément satisfait aux conditions ci-dessous :
• pour Cr, Cu, Mg, Mn, Ni et Zn; teneur > 0,1 %,
• Fe + Si > 1 %.
8.2 Le durcissement des alliages d’aluminium
Le durcissement peut être obtenu par l’un des deux modes suivants :
– écrouissage (possible compte tenu de la grande plasticité initiale de l’aluminium due à sa structure CFC), on peut alors parvenir aux résultats
suivants :
• limite d’élasticité R p0,2 ; 120 à 150 N/mm
2 ,
• résistance à la traction; 130 à 185 N/mm
2
,
• allongement à rupture; 2 à 8 %;
– précipitation; les propriétés chimiques de l’aluminium font que la
phase durcissante peut être :
• une solution solide de l’aluminium dans l’élément d’alliage; la figure 8.1
en donne un exemple avec un alliage Al-Zn dans lequel peut précipiter une solution solide de Al dans Zn (à 275 °C cette phase contient
0,6 % d’aluminium et environ 0,1 % à 100 °C). Ici la nécessaire mise
en solution des précipités peut se faire dans un vaste domaine de
température (au-dessus de ODM mais au-dessous du solidus BN).
La solubilité non nulle de Zn dans Al à basse température permet un
durcissement complémentaire par effet de solution solide;
• un composé intermétallique formé à partir de l’élément d’alliage; la
figure 8.2 en donne un exemple avec un alliage Al-Cu dans lequel
peut précipiter Al 2 Cu. Les possibilités de remise en solution des précipités sont limitées par l’eutectique qui fond à 548 °C; il n’est donc
pas nécessaire d’ajouter plus de 5,65 % de Cu. Il est même préférable,