ALUMINUM ALLOY

ALLIAGE D'ALUMINIUM

French Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION
La présente invention concerne un alliage de corroyage
à base d'aluminium, caractérisé en ce qu'il contient en pourcen-
tage pondéral, outre l'aluminium, 6,12 à 10% de zinc, 4,5 à 7%
de cuivre, 0,1 à 1% de magnésium, 0,01 à 0,5% de manganèse et
0,01 à 0,3% de titane. Cet alliage peut en outre contenir
des éléments d'additions supplémentaires dont la teneur totale
est inférieure à 5 %, tels que Fe, Ni, Co, Si, Cd, Ge, Zr,
Sn, Sb et Be. Les alliages selon l'invention sont particulièrement
utilisés dans la fabrication de pièces forgées ou laminées.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Un alliage de corroyage à base d'aluminium, caracté-
risé en ce qu'il contient en pourcentage pondéral les éléments
suivants :
Zn: 6,12 à 10
Cu: 4,5 à 7%
Mg: 0,1 à 1%
Mn: 0,01 à 0,5%
Ti: 0,01 à 0,3%
éléments d'addition : 0 à 5%
reste : A1
2. Alliage selon la revendication 1, caractérisé en
ce qu'il contient en pourcentage pondéral les éléments suivants:
Zn: 6,12 à 8%
Cu: 5,5 à 6,5%
Mg: 0,25 à 0,5%
Mn: 0,20 à 0,30%
Ti: 0,10 à 0,20%
éléments d'addition : 0, à 5%
reste : A1
3. Alliage selon la revendication 1, caractérisé en
ce qu'il contient en outre, en pourcentage pondéral, au moins
un des éléments suivants:
Fe: jusqu'à 1%
Ni et Co: à condition que Fe (Ni + Co) = 1 ? 0,3%
Si: jusqu'à 0,5%
Cd: moins de 0,1%

Ge: moins de 0,75%
Zr: moins de 0,5%
Sn: moins de 0,5%
Sb: moins de 0,5%
Be: moins de 0,1%
4. Alliage selon la revendication 3, caractérisé en ce
qu'il contient en pourcentage pondéral les éléments suivants:
Zn: 6,12%
Cu: 5,95%
Mg: 0,31%
Mn: 0,26%
Fe: 0,21%
Si: 0,18%
Ti: 0,10
reste: Al
5. Alliage selon la revendication 3, caractérisé en
ce qu'il contient en pourcentage pondéral les éléments suivants:
Zn: 8,0%
Cu: 6,0%
Mg: 0,34%
Mn: 0,26%
Fe: 0,18%
Si: 0,19%
Ti: 0,09%
reste: Al

Description

~ a pr~sente inv~tiol~ ~ t~ait ~ des a~lia~es de corro~a-
ge ~ base d'aluminium.
~ es e~igences de l'i~dustrie moderne, e~ pa~ticulier dans
le domaine de l'aviation de l'~utomobile, font que toute amélio~a-
tion du rapport (r~sistance mécanique)/(masse spécifique), m~me re-
lativement faible, entralne des conséquences impo~tantes, soit pour
la sécurité, soit pour les performances.
~ es a~liages suivant l'invention permett~nt d'obtenir,
I par rapport aux autres alliages d'aluminium du même type dé jà con-
nus, une amélioration des Iimite élastique et char~ de rupturesans diminution ~s allongeme~ts ~ la ruptule.
On a Zéj~ proposé des a~liages à hautes performances
contenant ~ ~ 6% de cuivre, 2 à 5,' de zinc, 0,2 ~ 1~5c~o de ma~né-
sium, 0,2 ~ o,6,J de mangan~se et 0,005 ~ 0,4~0 de titane (brevet
français 1.599 739), ou pr~sentant des compo~itions voisines (bre-
vet français 1.496.950) ~ ..
Ces alliages ont été décrits comme particuli~rement adap-
tés ~ la confectio.n de P~èces moulées.
Au cours de recherches qui ont abouti ~ la présente in-
ve.ntion, on a découvert, de façon inattendue, que si l'on fait va-
rier la teneur en zinc, tout en co.nserv~nt les teneurs en autres
élémentæ, dans les limites indiquées plus haut, les propriétés mé-
caniques, qui sont peu modifiées lorsque la -te~eur en zinc reste
inférieure à 4,5%, so.nt tr~9 nettement amélior~es lorsqu~on depas-
se ces valeurs, et jusqu'~ 10/~o de zi.nc environ et que l'alliage se
pr~te alors bien ~ la mise en forme par cor~oyage.
., Au-delà de cette valeur, apparaissent des diffic~ltes à
la Coulée des bille-ttes, ce qui peut entra~ner des défauts dans le :
metal.
~es allia~es selon l'inve~tion contlennent, en poids:
Zn: ~ 12 à 10~de préférence 6,12 à ~%
Cu: 4~5 à 7,~ " 5,5 à 6, 5~jo
~' .
65~
;; - - . . 1 - -, -

Mg: 0,1 ~ 1% de préférence 0,25 ~ 0,5%
~n: 0,01 à 0,50% " 0,20 ~ 0,30%
Ti: 0,01 ~ 0,30% " 0,10 à 0,20%
reste Al
Ces alliages peuvent en outre contenir des éléments d'ad-
dition supplémentaires (teneur totale inférieure à 5%):
Fe: jusqu'~ 1%
Ni et Co: ~ condition que Fe (Ni + Co) = 1 + 0,3%
Si: jusqu'à 0,5%
Cd: moins de 0, l~/o
Ge: " 0,75%
Zr: " 0,5%
Sn: " 0,5%
Sb: " 0,5%
Be: " 0,1%
A titre d'exemple, on a préparé quatre alliages repérés
A B C D, dont la composition était:
A B C D
Zn 0 3,0 6,12 8,0
Cu 5,95 5,95 5~95 6
Mg 0,32 0,31 0,31 0.34
Mn 0,26 0,26 0,26 0,26
Fe 0,21 0,21 0,21 0,18
Si 0,18 0,18 0,18 0,19
Ti 0,10 0,10 0,10 0,09
reste Al
et on les a soumis aux traitements suivants:
Chacun de ces alliages a été coulé en semi-continu sous
forme d'une plaque de section 120 x 380 mm, puis a été soumis à
un traitement de détente à 400C constitué par une mise en tempé-
rature progressive suivie d'un refroidissement contrôlé (durée
de cycle : 18 heures).
Une homogénéisation a été ensuite effectuée à 500C pen-
- 2 - :~
: . - - ~ , . ~ . -

dant 24 heuI es . Apr~s ~cro~t ~ge des surface~, le métal fut laml--
né ~ chaud de 100 mm ~ 12 mmf la ~emperature de laminage ~t~nt de
~20C.
~ e~ t81es de 12 mm d~épaisseur filrent so~ises ~ une mise
en solution de 4 heures ~ 527C, 520C, 512C et 506C respective~
ment pour le~ alliage~ A, ~, C et D, suivie d~une trempe ~ l'eau
20~.
A partir de chaque alliage, o.n a co~stitue deux lots.
~'un d'eux fut soumis au~ traiteme~ts de revenu, l~autre subit u~ ~
écrouis~age par traction de 2% dans les deuY heures suivant la ~ -
trempe et ava~t revenu.
~ es éprouvettes d~coupées, suivant le se~ t~aver3 de
la tôle par ~apport ~ la direction de lami~age, dans chacun ~q9
lots, subirent en~uite des reve~us ou matura~ions artificielles
des températures comprises entre 155C et 185C, avec des durées de
5 heures ~ 40 heures, ceci afin de déterminer la température et
la dur~e de reve~v donnant le~ caractéristiques mécaniques les
pluq ~levée~.
~ e tableau ci-aprè~ donne, pour chaque alliage et pour
chaque lot, les caractéristiques mécaniques de traction les plus
élevées ainsi que le traitement de matuxation artificielle qui a
permis d'obtenir ces valeurs..
. - 3
'~

A13~F~U
.... , . ., . _ ___ = ,=
-LotAddition Etat ~onditions de reve- IIE 0,2 Rm A.~o
Zn nu ~ ~im~ ~cg/mm2 ~kg/mm2 5 J 6~ .
_ . ~uré e t e~l ~ _ _ __ .
A1 % tremp~ 20 h 175C 44 50,2 ~,7
;~1 3~ revenu 20 h 165a 45,5 51,4 9,7
~1 6,12% . 10 h 165~C 49 54 9,7
D1 8~0% 10 h 155C 51,5 56 9,5
. __ __ __ ~ ...... _
1~ A2 0~ tremp~ 20 h 175C 42,2 49,010,0
B2 3,9% écroui 20 h 165 C 42, 7 49, 67, 5
C2 6,12% reve~u 10 h 155C 45,6 52,4 -8,0
D2 8~0~o . 10 h ~55'~ 46~8 53~4 7~7
0~ voit ai~si qu'une addition de 3% de zinc amélisre lé- ~
gèrement les caract~ristiques mécanique~ de traction, alo~S qu~avec t
6,12% et 8~o de 2inc, l'augmentation de la limite élaætique ~ 0,2%
et de la charge de rupture sont tr~s appréclables, alors que les : .
allongements de rupture sont peu modifiés.
On remarque que le traitement de revenu donnant les ca-
ractéristiques m~caniques maximales varie avec la teneur en zinc.
En accreissant cette te~eur, la températurede rere.nu optimal
décroSt~ ce qui permet d'observer que l'introduction de teneur~
importantes e.n zinc modifie ~otableme.nt la cinétique de revenu de
1 ' ~1~ g~ .
, ~'
-- 4 -- ~
: . ~ : . .