8 • L’aluminium
et ses alliages
216
8.7 Aspects industriels
sur les alliages d’aluminium
• assez élevée pour autoriser la mise en solution totale (ou au moins
très avancée) des éléments d’addition,
• pas trop élevée pour éviter « la brûlure du métal »; c’est un début de
fusion qui intervient dans des zones ségrégées dont l’enrichissement
en certains éléments abaisse la température de fusion au-dessous de
la température du solidus d’équilibre;
– un refroidissement assez rapide pour empêcher toute précipitation et
permettre donc de conserver les éléments d’addition en sursaturation
dans l’aluminium (en vue d’une précipitation réalisable ultérieurement
et d’une manière contrôlée par revenu). Pour chaque alliage on détermine des conditions critiques de refroidissement qui caractérisent la
loi de refroidissement la plus lente qui permet encore d’éviter toute
précipitation. Cette caractéristique est parfois exprimée en terme de
vitesse moyenne de refroidissement et R. DEVELAY donne (Techniques
de l’Ingénieur M1290), par exemple, les limites suivantes :
• 0,5 °C/s pour un alliage 7020 (4,5 % Zn, 1,2 % Mg);
• 1 °C/s pour un alliage 6060 (0,47 % Mg, 0,45 % Si, 0,25 % Zn);
• 6 °C/s pour un alliage 6082 (1 % Si, 0,9 % Mg, 0,7 % Mn);
• 10 °C/s pour un alliage 6061 (1 % Mg, 0,6 % Si);
• 18 °C/s pour un alliage 2017 (4 % Cu, 0,7 % Mn, 0,6 % Mg);
• 100 °C/s pour un alliage 7075 (5,6 % Zn, 2,5 % Mg, 1,6 % Cu).
Le plus souvent les alliages d’aluminium sont refroidis par trempe à
l’eau à 20 °C; si les pièces ont des formes complexes il peut être utile,
pour diminuer les déformations et les contraintes, de porter préalablement l’eau à une température supérieure à l’ambiante (de 50 à 100 °C).
Souvent la qualité d’un refroidissement est appréciée à partir des performances mécaniques obtenues après achèvement du traitement thermique (voir plus loin); il ne faut pas oublier en effet qu’à l’état brut de
trempe les alliages considérés ici sont adoucis puisque les précipités sont
dissous;
– une opération de durcissement qui peut prendre deux formes : le mûrissement (ou maturation) ou le revenu
• durcissement par mûrissement : à la température ambiante. La solution solide sursaturée a la possibilité d’évoluer. Les éléments d’alliage
en sursaturation diffusent vers les défauts du réseau, essentiellement
et ses alliages
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8.7 Aspects industriels
sur les alliages d’aluminium
• assez élevée pour autoriser la mise en solution totale (ou au moins
très avancée) des éléments d’addition,
• pas trop élevée pour éviter « la brûlure du métal »; c’est un début de
fusion qui intervient dans des zones ségrégées dont l’enrichissement
en certains éléments abaisse la température de fusion au-dessous de
la température du solidus d’équilibre;
– un refroidissement assez rapide pour empêcher toute précipitation et
permettre donc de conserver les éléments d’addition en sursaturation
dans l’aluminium (en vue d’une précipitation réalisable ultérieurement
et d’une manière contrôlée par revenu). Pour chaque alliage on détermine des conditions critiques de refroidissement qui caractérisent la
loi de refroidissement la plus lente qui permet encore d’éviter toute
précipitation. Cette caractéristique est parfois exprimée en terme de
vitesse moyenne de refroidissement et R. DEVELAY donne (Techniques
de l’Ingénieur M1290), par exemple, les limites suivantes :
• 0,5 °C/s pour un alliage 7020 (4,5 % Zn, 1,2 % Mg);
• 1 °C/s pour un alliage 6060 (0,47 % Mg, 0,45 % Si, 0,25 % Zn);
• 6 °C/s pour un alliage 6082 (1 % Si, 0,9 % Mg, 0,7 % Mn);
• 10 °C/s pour un alliage 6061 (1 % Mg, 0,6 % Si);
• 18 °C/s pour un alliage 2017 (4 % Cu, 0,7 % Mn, 0,6 % Mg);
• 100 °C/s pour un alliage 7075 (5,6 % Zn, 2,5 % Mg, 1,6 % Cu).
Le plus souvent les alliages d’aluminium sont refroidis par trempe à
l’eau à 20 °C; si les pièces ont des formes complexes il peut être utile,
pour diminuer les déformations et les contraintes, de porter préalablement l’eau à une température supérieure à l’ambiante (de 50 à 100 °C).
Souvent la qualité d’un refroidissement est appréciée à partir des performances mécaniques obtenues après achèvement du traitement thermique (voir plus loin); il ne faut pas oublier en effet qu’à l’état brut de
trempe les alliages considérés ici sont adoucis puisque les précipités sont
dissous;
– une opération de durcissement qui peut prendre deux formes : le mûrissement (ou maturation) ou le revenu
• durcissement par mûrissement : à la température ambiante. La solution solide sursaturée a la possibilité d’évoluer. Les éléments d’alliage
en sursaturation diffusent vers les défauts du réseau, essentiellement