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ALLIAGE ALUMINIT_TM- CUIVRE-LITHIUM POUR ELEMENT
D'INTRADOS
Domaine de l'invention
La présente invention concerne en général des produits
en alliages d'aluminium et, plus particulièrement, de
tels produits, leurs procédés de fabrication et
d'utilisation, en particulier dans l'industrie
aérospatiale.
Etat de la technique
Un effort de recherche continu est réalisé afin de
développer des matériaux qui puissent simultanément
réduire le poids et augmenter, l'efficacité des
structures d'avions à hautes performances. Les alliages
aluminium-lithium (AlLi) sont très intéressants à cet
égard, car le lithium peut réduire la densité de
l'aluminium de 3 % et augmenter le module d'élasticité
de 6 96 pour chaque pourcent en poids de lithium ajouté.
Le brevet US 5,032,359 décrit une vaste famille
d'alliages aluminium-cuivre-lithium dans lesquels
l'addition de magnésium et d'argent, en particulier
entre 0,3 et 0,5 pourcent en poids, permet d'augmenter
la résistance mécanique.
Le brevet US 5,198,045 décrit une famille d'alliages
comprenant (en % en poids) (2,4-3,5)Cu, (1,35-1,8)Li,
(0,25-0,65)Mg, (0,25-0,65)Ag, (0,08-0,25) Zr. Les
produits corroyés fabriqués avec ces alliages combinent
une densité inférieure à 2,64 g/cm3 et un compromis
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entre la résistance mécanique et la ténacité
intéressant.
Le brevet US 7,229,509 décrit une famille d'alliages
comprenant (en % en poids) (2,5-5,5)Cu, (0,1-2,5) Li,
(0,2-1,0) Mg, (0,2-0,8) Ag, (0,2-0,8) Mn, (jusque 0,4)
Zr ou d'autres affinants tels que Cr, Ti, Hf, Sc et V.
Les exemples présentés ont un compromis entre la
résistance mécanique et la ténacité amélioré mais leur
densité est supérieure à 2,7 g/cm3.
Le brevet EP 1,966,402 décrit un alliage ne contenant
pas de zirconium destiné à des tôles de fuselage de
structure essentiellement recristallisée comprenant (en
% en poids) (2,1-2,8)Cu, (1,1-1,7) Li, (0,2-0,6) Mg,
(0,1-0,8) Ag, (0,2-0,6) Mn.
Le brevet EP 1,891,247 décrit un alliage destiné à des
tôles de fuselage comprenant (en % en poids) (3,0-
3,4)Cu, (0,8-1,2) Li, (0,2-0,6) Mg, (0,2-0,5) Ag et au
moins un élément parmi Zr, Mn, Cr, Sc, Hf et Ti, dans
lequel les teneurs en Cu et en Li répondent à la
condition Cu + 5/3 Li < 5,2.
Le brevet US 5,455,003 décrit un procédé de production
d'alliages aluminium-cuivre-lithium présentant des
propriétés améliorées de résistance mécanique et
ténacité à température cryogénique. Ce procédé
s'applique notamment à un alliage comprenant (en % en
poids) (2,0-6,5)Cu, (0,2-2,7) Li, (0-4,0) Mg, (0-4,0)
Ag, (0-3,0) Zn.
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La demande internationale WO 2010/055225 décrit un
procédé de fabrication dans lequel on élabore un bain
de métal liquide comprenant 2,0 à 3,5 96 en poids de Cu,
1,4 à 1,8 96 en poids de Li, 0,1 à 0,5 % en poids d'Ag,
0,1 à 1,0 % en poids de Mg, 0,05 à 0,18 96 en poids de
Zr, 0,2 à 0,6 96 en poids de Mn et au moins un élément
choisi parmi Cr, Sc, Hf et Ti, la quantité de
l'élément, s'il est choisi, étant de 0,05 à 0,3 % en
poids pour Cr et pour Sc, 0,05 à 0,5 96 en poids pour Hf
et de 0,01 à 0,15 96 en poids pour Ti, le reste étant de
l'aluminium et des impuretés inévitables ; on coule une
forme brute à partir du bain de métal liquide et on
homogénéise ladite forme brute à une température
comprise entre 515 C et 525 C de façon à ce que le
temps équivalent à 520 C pour l'homogénéisation soit
compris entre 5 et 20 heures.
On connait par ailleurs l'alliage AA2196 comprenant (en
% en poids) (2,5-3,3)Cu, (1,4-2,1) Li, (0,25-0,8) Mg,
(0,25-0,6) Ag, (0,04-0,18) Zr et au plus 0,35 Mn.
Certaines pièces destinées à la construction
aéronautique nécessitent un compromis de propriétés
particulier que ces alliages connus ne permettent pas
d'atteindre. Notamment, les pièces utilisées dans la
fabrication d'intrados d'aile d'avion nécessitent une
ténacité très élevée et une résistance mécanique
néanmoins suffisante. Il est nécessaire que ces
propriétés soient stables thermiquement, c'est-à-dire
qu'elles n'évoluent pas significativement lors d'un
traitement de vieillissement à une température telle
que 85 C. Obtenir l'ensemble de ces propriétés
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simultanément avec la densité la plus basse possible
constitue un compromis de propriétés désirables.
Il existe un besoin concernant un alliage en Al-Cu-Li
stable thermiquement, de faible densité et de ténacité
très élevée avec cependant une résistance mécanique
suffisante, pour des applications aéronautiques et en
particulier pour des applications d'éléments de voilure
intrados.
Objet de l'invention
Un premier objet de l'invention est un alliage à base
d'aluminium comprenant
2,1 à 2,4 % en poids de Cu,
1,3 à 1,6 % en poids de Li,
0,1 à 0,5 % en poids de Ag,
0,2 à 0,6 % en poids de Mg,
0,05 à 0,15 % en poids de Zr,
0,1 à 0,5 % en poids de Mn,
0,01 à 0,12 % en poids de Ti
optionnellement au moins un élément choisi parmi Cr,
Sc, et Hf, la quantité de l'élément, s'il est choisi,
étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et pour Sc, 0,05
à 0,5 % en poids pour Hf,
une quantité de Fe et de Si inférieure ou égale à 0,1 %
en poids chacun, et des impuretés inévitables à une
teneur inférieure ou égale à 0,05% en poids chacune et
0,15% en poids au total.
5
Un deuxième objet de l'invention est un produit filé
laminé et/ou forgé comprenant un alliage selon
l'invention.
Un autre objet de l'invention est un produit filé,
laminé et/ou forgé comprenant un alliage à base
d'aluminium comprenant
2,12 à 2,37 % en poids de Cu,
1,3 à 1,6 % en poids de Li,
0,1 à 0,5 % en poids de Ag,
0,2 à 0,6 % en poids de Mg,
0,05 à 0,15 % en poids de Zr,
0,1 à 0,5 % en poids de Mn,
0,01 à 0,12 % en poids de Ti
optionnellement au moins un élément choisi parmi Cr,
Sc, et Hf, la quantité de l'élément, s'il est
choisi, étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et
pour Sc, 0,05 à 0,5 % en poids pour Hf,
une quantité de Fe et de Si inférieure ou égale à
0,1 % en poids chacun, et des impuretés inévitables
à une teneur inférieure ou égale à 0,05% en poids
chacune et 0,15% en poids au total, et
dont le taux de recristallisation est inférieur à 30%.
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5a
Encore un autre objet de l'invention est un procédé de
fabrication d'un produit selon l'invention dans lequel :
(a) on coule une forme brute en alliage selon
l'invention,
(b) on homogénéise ladite forme brute à 480 à 5400C
pendant 5 à 60 heures,
(c) on déforme à chaud par filage, laminage et/ou
forgeage ladite forme brute avec une température initiale
de déformation à chaud de 400 à 500 C pour obtenir un
produit filé laminé et/ou forgé,
(d) on met en solution ledit produit à 490 à 530 C
pendant 15 minutes à 8 heures,
(e) on trempe,
(f) on tractionne de façon contrôlée ledit produit avec
une déformation permanente de 1 à 5 96,
(g) on réalise un revenu dudit produit par chauffage à
120 à 170 C pendant 5 à 100 heures.
Encore un autre objet de l'invention est l'utilisation
d'un produit selon l'invention comme élément d'intrados
d'aile d'avion.
Description des figures
Figure 1. Forme du profilé de l'exemple 1. Les cotes
sont indiquées en mm. L'épaisseur de la semelle est
26,3 mm.
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Description de l'invention
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. La désignation des alliages
se fait en conformité avec les règlements de The
Aluminium Association, connus de l'homme du métier. La
densité dépend de la composition et est déterminée par
calcul plutôt que par une méthode de mesure de poids.
Les valeurs sont calculées en conformité avec la
procédure de The Aluminium Association, qui est décrite
pages 2-12 et 2-13 de Aluminum Standards and Data .
Les définitions des états métallurgiques sont indiquées
dans la norme européenne EN 515.
Sauf mention contraire, les caractéristiques mécaniques
statiques, en d'autres termes la résistance à la
rupture ultime Rm, la limite d'élasticité en traction
Rp0,2 et l'allongement à la rupture A, sont déterminées
par un essai de traction selon la norme EN 10002-1 ou
NF EN ISO 6892-1, l'emplacement auquel les pièces sont
prises et leur sens étant définis par la norme EN 485-
1.
Le facteur d'intensité de contrainte (E.Q) est déterminé
selon la norme ASTM E 399. Ainsi, la proportion des
éprouvettes définie au paragraphe 7.2.1 de cette norme
est toujours vérifiée de même que la procédure générale
définie au paragraphe 8. La norme ASTM E 399 donne aux
paragraphes 9.1.3 et 9.1.4 des critères qui permettent
de déterminer si KO est une valeur valide de Kic. Ainsi,
une valeur Kic est toujours une valeur K.Q la réciproque
n'étant pas vraie. Dans le cadre de l'invention, les
critères des paragraphes 9.1.3 et 9.1.4 de la norme
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ASTM E399 ne sont pas toujours vérifiés, cependant
pour une géométrie d'éprouvette donnée, les valeurs de
KQ présentées sont toujours comparables entre elles, la
géométrie d'éprouvette permettant d'obtenir une valeur
valide de K1c n'étant pas toujours accessible compte
tenu des contraintes liées aux dimensions des tôles ou
profilés. Dans le cadre de l'invention, l'épaisseur de
l'éprouvette choisie est une épaisseur jugée adaptée
par l'homme du métier pour obtenir une valeur valide de
Kic=
Les valeurs du facteur d'intensité de contrainte
apparent à la rupture (Kapp) et du facteur d'intensité
de contrainte à la rupture (KJ sont telles que
définies dans la norme ASTM E561.
Sauf mention contraire, les définitions de la norme EN
12258 s'appliquent. L'épaisseur des profilés est
définie selon la norme EN 2066 :2001 : la section
transversale est divisée en rectangles élémentaires de
dimensions A et B ; A étant toujours la plus grande
dimension du rectangle élémentaire et B pouvant être
considéré comme l'épaisseur du rectangle élémentaire.
La semelle est le rectangle élémentaire présentant la
plus grande dimension A.
On appelle ici e élément de structure ou élément
structural d'une construction mécanique une pièce
mécanique pour laquelle les propriétés mécaniques
statiques et/ou dynamiques sont particulièrement
importantes pour la performance de la structure, et
pour laquelle un calcul de structure est habituellement
prescrit ou réalisé. Il s'agit typiquement d'éléments
dont la défaillance est susceptible de mettre en danger
la sécurité de ladite construction, de ses
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utilisateurs, de ses usagers ou d'autrui. Pour un
avion, ces éléments de structure comprennent notamment
les éléments qui composent le fuselage (tels que la
peau de fuselage (fuselage skin en anglais), les
raidisseurs ou lisses de fuselage (stringers), les
cloisons étanches (bulkheads), les cadres de fuselage
(circumferential frames), les ailes (tels que la peau
de voilure (wing skin), les raidisseurs (stringers ou
stiffeners), les nervures (ribs) et longerons (spars))
et l'empennage composé notamment de stabilisateurs
horizontaux et verticaux (horizontal or vertical
stabilisers), ainsi que les profilés de plancher (floor
beams), les rails de sièges (seat tracks) et les
portes.
D'une manière inattendue, les inventeurs ont découvert
que la faible teneur en cuivre combinée à l'addition
simultanée de manganèse et de zirconium permettait
d'obtenir une ténacité très élevée pour des alliages
aluminium-cuivre-lithium dont la densité est inférieure
à 2,66 g/cm3.
La teneur en cuivre de l'alliage pour lequel l'effet
surprenant est observé est comprise entre 2,1 et 2,4%
en poids ou même entre 2,10 et 2.40 % en poids, de
manière préférée entre 2,12 ou 2,20 et 2.37% ou 2,30%
en poids.
La teneur en lithium est comprise entre 1,3 et 1,6% ou
même entre 1,30 et 1,60% en poids. Dans un
mode de
réalisation avantageux la teneur en lithium est
comprise entre 1,35 et 1,55 % en poids.
La teneur en argent est comprise entre 0,1 et 0,5% en
poids. Les présents inventeurs ont constaté qu'une
quantité importante d'argent n'est pas nécessaire pour
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obtenir ' amél
iorat ion souhaitée dans le compromis
entre la résistance mécanique et la tolérance aux
dommages. Dans une réalisation avantageuse de
l'invention, la teneur en argent est comprise entre
0,15 et 0,35 % en poids. Dans un mode de réalisation de
l'invention, qui présente l'avantage de minimiser la
densité, la teneur en argent est au plus de 0,25 % en
poids.
La teneur en magnésium est comprise entre 0,2 et 0.6%
en poids et de manière préférée elle est inférieure à
0,4 % en poids.
L'addition simultanée de zirconium et de manganèse est
une caractéristique essentielle de l'invention. La
teneur en zirconium doit être comprise entre 0,05 et
0,15 % en poids et la teneur en manganèse doit être
comprise entre 0,1 et 0,5 % en poids.
L'alliage contient également de 0,01 à 0,12 % en poids
de Ti de façon à contrôler la taille de grain lors de
la coulée.
L'alliage selon l'invention peut également contenir
optionnellement au moins un élément choisi parmi Cr,
Sc, et Hf, la quantité de l'élément, s'il est choisi,
étant de 0,05 à 0,3 % en poids pour Cr et pour Sc, 0,05
à 0,5 % en poids pour Hf.
il est préférable de limiter la teneur des impuretés
inévitables de l'alliage de façon à atteindre les
propriétés de tolérance aux dommages les plus
favorables. Les impuretés inévitables comprennent le
fer et le silicium, ces éléments ont une teneur
inférieure à 0,1 % en poids chacun et de préférence une
teneur inférieure à 0,08 % en poids et 0,06 % en poids
pour le fer et le silicium, respectivement, les autres
impuretés ont une teneur inférieure à 0,05 % en poids
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chacune et 0,15 % en poids au total. Par ailleurs la
teneur en zinc est de préférence inférieure à 0,04 % en
poids.
De préférence, la composition est ajustée de façon à
5 obtenir une densité à température ambiante inférieure à
2,65 g/cm3, de manière encore plus préférée inférieure
à 2,64 g/cm3 voire dans certains cas inférieure à 2,63
g/cm3.
10 La combinaison de propriétés désirables : une faible
densité, une ténacité élevée et une résistance
mécanique suffisante est difficile à obtenir
simultanément. Dans le cadre de l'invention, il est
possible de manière surprenante de combiner une faible
densité avec un compromis de propriétés mécaniques très
avantageux.
L'alliage selon l'invention peut être utilisé pour
fabriquer des produits filés, laminés et/ou forgés.
D'une manière avantageuse, l'alliage selon l'invention
est utilisé pour fabriquer des tôles.
Les produits selon l'invention ont de préférence une
structure essentiellement non
recristallisée,
présentant un taux de recristallisation inférieur à 30%
et préférentiellement inférieur à 15%.
Les produits filés et en particulier les profilés filés
obtenus par le procédé selon l'invention sont
avantageux. Les profilés épais, c'est-à-dire dont
l'épaisseur d'au moins un rectangle élémentaire est
supérieure à 8 mm, et de préférence supérieure à 12 mm,
voire 15 mm sont les plus avantageux.
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Avantageusement, les profilés épais selon l'invention
comprennent
- une limite d'élasticité Rp0,2 dans le sens L d'au
moins 390 MPa et de préférence d'au moins 400 MPa
et de manière encore plus préférée d'au moins 430
MPa et
- une ténacité K.Q(L-T), d'au moins 64 MPa,lit-1- et de
préférence d'au moins 65 MPaNqr7.
L'alliage selon l'invention est particulièrement
avantageux pour obtenir des produits laminés à très
haute ténacité. Parmi, les produits laminés, les tôles
fortes dont l'épaisseur est au moins de 14 mm et de
préférences d'au moins 20 mm et/ou au plus 100 mm et
de préférence au plus 60 mm sont avantageuses.
Avantageusement, les tôles fortes selon l'invention
comprennent à mi-épaisseur à l'état T84
(a) pour une épaisseur comprise entre 20 mm et 40 mm
une limite d'élasticité Rp0,2 dans le sens L d'au moins
410 MPa et de préférence d'au moins 420 MPa et
une ténacité K.Q(L-T), d'au moins 45 MPa-\77ii et de
préférence d'au moins 47 MPa-J.
(h) pour une épaisseur comprise entre 40 mm et 80 mm
une limite d'élasticité Rp0,2 dans le sens L d'au moins
380 MPa et de préférence d'au moins 390 MPa et
une ténacité K.Q(L-T), d'au moins 45 MPa-\/i77 et de
préférence d'au moins 50 MPaV711-.
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Les produits selon l'invention présentent une ténacité
très élevée. Les inventeurs suspectent que la présence
simultanée de Zr et Mn, qui agissent tous deux sur le
contrôle de la structure granulaire, permet d'obtenir
une structure essentiellement non-recristallisée très
favorable, en particulier pour les épaisseurs préférées
des produits laminés et filés.
Les produits selon l'invention sont obtenus par un
procédé comprenant les étapes de coulée,
homogénéisation, déformation à chaud, mise en solution,
trempe, détensionnement et revenu.
La température d'homogénéisation est de préférence
située entre 480 et 540 C pendant 5 à 60 heures. De
manière préférée, la température d'homogénéisation est
comprise entre 515 C et 525 C de façon à ce que le
temps équivalent t(eq) à 520 C pour l'homogénéisation
soit compris entre 5 et 20 heures et de préférence
entre 6 et 15 heures. Le temps équivalent t(eq) à 520
C est défini par la formule :
fexp(-26100 / T) dt
t(eq) = _____________________________________
exp(-26100 / Tref)
où T (en Kelvin) est la température instantanée de
traitement, qui évolue avec le temps t (en heures), et
Tref est une température de référence fixée à 793 K.
t(eq) est exprimé en heures. La constante Q/R = 26100 K
est dérivée de l'énergie d'activation pour la diffusion
du Mn, Q = 217000 J/mol. La formule donnant t(eq) tient
compte des phases de chauffage et de refroidissement.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la
température d'homogénéisation est d'environ 520 C et
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la durée de traitement est comprise entre 8 et 20
heures.
Après homogénéisation, la forme brute est en général
refroidie jusqu'à température ambiante avant d'être
préchauffée en vue d'être déformée à chaud. Le
préchauffage a pour objectif d'atteindre une
température initiale de déformation de préférence
comprise entre 400 et 500 C et de manière préférée de
l'ordre de 450 C à 480 C permettant la déformation de
la forme brute.
La déformation à chaud est typiquement effectuée par
filage, laminage et/ou forgeage de façon à obtenir un
produit filé, laminé et/ou forgé.
Le produit ainsi obtenu est ensuite mis en solution de
préférence par traitement thermique entre 490 et 530 C
pendant 15 min à 8 h, puis trempé typiquement avec de
Le produit subit ensuite une traction contrôlée de 1 à
5 96 et préférentiellement d'au moins 2%. Dans un mode
de réalisation de l'invention, on réalise un laminage à
froid avec une réduction comprise entre 5% et 15% avant
l'étape de traction contrôlée. Des étapes connues
telles que le planage, le redressage, la mise en forme
peuvent être optionnellement réalisées avant ou après
la traction contrôlée.
Un revenu est réalisé à une température comprise entre
120 et 170 C pendant 5 à 100 h préférentiellement entre
150 et 160 C pendant 20 à 60 h.
Les états métallurgiques préférés sont pour les tôles
les états T84 et T89 et pour les profilés l'état T8511.
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Les produits selon l'invention peuvent être utilisés en
tant qu'élément de structure, notamment dans la
construction aéronautique.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, les
produits selon l'invention sont utilisés comme élément
d'intrados d'aile d'avion.
EXEMPLES
Exemple 1
L'exemple de l'invention est référencé A. Les exemples
E et C sont présentés à titre de comparaison. Les
compositions chimiques des différents alliages testés
dans cet exemple sont fournies dans le tableau 1.
Tableau 1: Composition chimique ( % en poids)
Référence Si Fe Cu Mn Mg Zn Zr Li Ag Ti
A 0,03 0,05 2,37 0,29 0,37 0,01 0,13 1,37 0,28 0,04
0,03 0,05 2,50 0,31 0,35 0,01 0,13 1,43 0,25 0,04
0,03 0,06 2,62 0,30 0,350,01 0,14 1,42 0,24 0,04
La densité des différents alliages testés est présentée
dans le tableau 2.
Tableau 2: Densité des alliages testés
Référence Densité
(g/cm3)
A 2,647
2,645
2,648
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Les alliages A, B et C ont été coulés sous forme de
billettes. Les billettes ont été homogénéisées 8h à 520
5 C le temps équivalent à 520 C était 9,5 heures.
Après homogénéisation, les billettes ont été
réchauffées à 450 C +/- 40 C puis filées à chaud pour
obtenir des profilés selon la Figure 1. Les profilés
ainsi obtenus ont été mis en solution à 524 +/- 2 C,
10 trempés avec de l'eau de température inférieure à 40
et tractionnés avec un allongement permanent
compris entre 2 et 5%. Les profilés ont subi un revenu
de 30 heures à 152 C correspondant à la valeur
maximale de ténacité.
15 Les prélèvements ont été effectués sur la semelle. Les
échantillons prélevés avaient un diamètre de 10 mm sauf
pour le sens T-L pour lequel les échantillons avaient
un diamètre de 6 mm. Les éprouvettes utilisées pour les
mesures de ténacité avaient pour caractéristiques B=20
mm et W = 76 mm.
Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau 3 ci-
dessous.
Tableau 3. Propriétés mécaniques des profilés en
alliage A, B et C.
KO
SensL Sens TL
Alliage (MPa-Nfir7)
R, Rp0,2 R, R0,2
(MPa) (MPa) A ( /0) (MPa) (MPa) A ( /0)
L-T T-L
A 492 444 12,3
456 405 14,4 65,5 53,3
517 477 10,7 478 435 13,3 63,7 52,1
523 483 11,1 485 442 13,1 59,8 47,7
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Exemple 2
Les exemples de l'invention sont référencés D et E. Les
exemples F, G et H sont présentés à titre de
comparaison. Les compositions chimiques des différents
alliages testés dans cet exemple sont fournies dans le
tableau 4.
Tableau 4: Composition chimique ( % en poids)
Référence Si Fe Cu Mn Mg Zn Zr Li Ag Ti
D 0,03 0,05 2,21 0,38 0,28 0.01 0,13 1,46 0,25 0.04
0,03 0,05 2,28 0,40 0,30 0.01 0,14 1,50 0,27 0.04
0.03 0.06 3,12 0,30 0,41 0.01 0,10 1,78 0,35 0.03
G 0.03 0.06 2,64 0,41 0,33 0.02 0,14 1,55 0,26 0.03
H 0.03 0.05 3,02 0,45 0,35 0.01 0,14 1,43 0,28 0.03
La densité des différents alliages testés est présentée
dans le tableau 5.
Tableau 5: Densité des alliages testés
Référence Densité
(g/cm3)
D 2.639
2.638
2.630
G 2.641
H 2.657
CA 02798480 2012-11-05
WO 2011/141647
PCT/FR2011/000290
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Les alliages D, E, F, G et H ont été coulés sous forme
de plaques. Les plaques ont été homogénéisées 8h à 520
C. Après homogénéisation, les plaques ont été
réchauffées puis laminées à chaud pour obtenir des
tôles d'épaisseur 14, 25 ou 60 mm. Les tôles ainsi
obtenues ont été mises en solution à 524 +1/-2 C,
trempés avec de l'eau de température inférieure à 40
C, et tractionnées avec un allongement permanent
compris entre 3 et 5%. Les tôles ont subi un revenu de
30 à 60 heures à 155 C.
Les prélèvements ont été effectués à mi-épaisseur pour
les tôles d'épaisseur 14 mm et 25 mm et à mi-épaisseur
et quart d'épaisseur pour les tôles d'épaisseur 60 mm.
Les éprouvettes utilisées pour les mesures de ténacité
avaient une épaisseur de 12,5 mm pour les tôles
d'épaisseur 14 mm, 20 mm pour les tôles d'épaisseur 25
mm, 25 mm pour les tôles d'épaisseur 60 mm, mesurées à
quart d'épaisseur et 40 mm pour les tôles d'épaisseur
60 mm mesurées à mi-épaisseur.
Des mesures de courbes R ont également été réalisées à
mi-épaisseur pour certaines conditions de revenu.
Les résultats sont donnés dans les tableaux 5 à 9.
Tableau 5. Propriétés mécaniques d'un produit selon
l'invention d'épaisseur 14 mm.
SensL KQ,(L-T)
Alliage Revenu R, Rp0,2 (MPa)N/Tn
(MPa) (MPa) A (%)
30H 155 C 473 431 9,0 35,6
40H 155 C 488 451 9,7 37,2
50H 155 C 490 454 9,3 37,7
60H 155 C 491 457 9,3 37,6
CA 02798480 2012-11-05
WO 2011/141647
PCT/FR2011/000290
18
Tableau 6. Propriétés mécaniques d'un produit selon
l'invention (E) et de produits de référence d'épaisseur
25 mm.
Sens L KQ ,(L-T)
Alliage Revenu RRpo2 (MPa .N/71 )
(MPa) (MPa) A (%)
30H 155 C 473 430 10,8 48,9
40H 155 C 483 443 11,1 45,3
50H 155 C 492 456 10,8 45,6
60H 155 C 493 458 10,2 44,8
30H 155 C 589 562 6,2 27,2
F 40H 155 C 594 566 6,2 23,8
50H 155 C 597 571 6,8 23,7
30H 155 C 529 491 9,7 41,1*
G 40H 155 C 534 499 9,7 39,6*
50H 155 C 537 504 8,9 38,0*
50H 155 C 535 503 9,1 35,4
30H 155 C 558 524 9,2 35,3
H 40H 155 C 562 528 9,7 32,4
50H 155 C 565 532 8,9 31,0*
60H 155 C 569 537 9,4 29,8
* :
Tableau 7. Propriétés mécaniques mesurées à mi-
épaisseur d'un produit selon l'invention (D) et d'un
produit de référence d'épaisseur 60 mm.
Sens L KQ,(L-T)
Alliage Revenu RmRe2 (MPa-Fn )
(MPa) (M Fa) A ( /0)
D 30H 155 C 445 394 11,0 53,5
40H 155 C 465 423 11,0 48,9
50H 155 C 471 430 10,5 47,7
60H 155 C 469 428 10,6 45,8*
H 30H 155 C 532 490 8,1 34,1
40H 155 C 541 500 7,8 32,4
50H 155 C 543 505 8,9 29,6
60H 155 C 541 503 7,6 28,3
* :
CA 02798480 2012-11-05
WO 2011/141647 PCT/FR2011/000290
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Tableau 8. Propriétés mécaniques mesurées à quart-
épaisseur d'un produit selon l'invention (D) et d'un
produit de référence d'épaisseur 60 mm.
Sens L K0,(L-T)
Alliage Revenu po,2 (MPa-Frt )
(MPa) (MPa) A (`)/0)
D 30H 15500 451 412 10,9 47,6
40H 155 C 456 422 11,6 42,6
50H 155 C 459 427 11,4 42,9*
60H 155 C 465 431 11,4 38,9
H 30H 155 C 515 485 10,9 33,4
40H 155 C 525 496 10,4 29,7
50H 155 C 525 497 9,0 26,3
60H 155 C 524 497 8,9 26,4
* : K1c
Tableau 9. Facteurs d'intensité de contrainte mesurés à
mi-épaisseur pour des éprouvettes OCT de largeur W =
406 mm.
Kapp.(L-T) Kõff,(L-T)
Alliage Epaisseur (mm) Revenu
(MPa -Fa ) (MPa' J)
)
14 36H 155 C 108 136
25 46H 15500 112 148
G 25 30H 155 C 100 117
H 25 30H 155 C 94 108
D 60 36H 155 C 117 164
H 60 30H 155 00 90 105
D 40 46H 155 C 117 158
