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Sommaire du brevet 1098807 

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Disponibilité de l'Abrégé et des Revendications

L'apparition de différences dans le texte et l'image des Revendications et de l'Abrégé dépend du moment auquel le document est publié. Les textes des Revendications et de l'Abrégé sont affichés :

  • lorsque la demande peut être examinée par le public;
  • lorsque le brevet est émis (délivrance).
(12) Brevet: (11) CA 1098807
(21) Numéro de la demande: 1098807
(54) Titre français: HEAT TREATMENT PROCESS FOR THICK ALUMINUM ALLOY PRODUCTS OF SERIES 700 CONTAINING COPPER
(54) Titre anglais: PROCEDE DE TRAITEMENT THERMIQUE DE PRODUITS EPAIS EN ALLIAGES D'ALUMINIUM DE LA SERIE 7000 CONTENANT DU CUIVRE
Statut: Durée expirée - après l'octroi
Données bibliographiques
(51) Classification internationale des brevets (CIB):
  • C22F 01/04 (2006.01)
  • C22F 01/053 (2006.01)
(72) Inventeurs :
  • DUBOST, BRUNO (France)
  • BOUVAIST, JEAN (France)
(73) Titulaires :
(71) Demandeurs :
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Co-agent:
(45) Délivré: 1981-04-07
(22) Date de dépôt: 1978-11-21
Licence disponible: S.O.
Cédé au domaine public: S.O.
(25) Langue des documents déposés: Français

Traité de coopération en matière de brevets (PCT): Non

(30) Données de priorité de la demande:
Numéro de la demande Pays / territoire Date
77 35 673 (France) 1977-11-21

Abrégés

Abrégé français


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Procédé de traitement thermique d'un produit épais
en alliage d'aluminium de la série 7000, consistant en une mise
en solution, une trempe et un revenu en trois étapes:
- prérevenu entre 100 et 150°C de 5mn à 24 heures,
- revenu intermédiaire,
- revenu final de 2 à 48 heures entre 100 et 160°C.
Le revenu intermédiaire comporte une montée rapide
en température dans la zone 150-190°C suivi d'une évolution
.theta.(t) au-dessus de 190°C pendant un temps T, tel que:
<IMG>
soit comprise entre 1 et 4,
K = 1,5 sauf pour l'alliage 7050 où K = 3.
T et t sont exprimés en secondes, .theta.(t) est comprimé en °K et
reste compris entre 463 et 523°K. Ce traitement permet
d'obtenir à la fois des caractéristiques mécaniques élevées
et une bonne résistance à la corrosion sous tension.


Revendications

Note : Les revendications sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Procédé de traitement thermique d'un produit épais
en alliage d'aluminium de la série 7000 contenant au moins
0,05 % (en poids) de cuivre, consistant en une mise en solu-
tion, une trempe et un revenu, ce dernier comportant trois
étapes:
a) un prérevenu dans la zone de 100 à 150°C pendant une durée
allant de 5 minutes à 24 heures,
b) un revenu intermédiaire à température plus élevée,
c) un revenu final de 2 à 48 heures compris entre 100 et 160°C,
caractérisé en ce que le revenu intermédiaire comporte une montée
en température à une vitesse supérieure à 1°C/minute dans la
zone de température allant de 150°C à 190°C suivi d'une évolu-
tion de température du produit (9) en fonction du temps (t)
quelconque .theta.(t), comportant au moins une partie à température
supérieure à 190°C pendant une durée totale T telle que la
fonction:
<IMG>
soit comprise entre 1 et 4 dans laquelle:
- e est la base des logarithmes népériens,
- T est la durée (en secondes) de cette étape comptée à partir
du moment où la température du produit franchit pour la
première fois dans le sens ascendant la température de 190°C,
- .theta.(t) est la température en °K du point le plus froid du
produit, supérieure à 463°K (190°C) et inférieure à 523°K
(250°C),
19

- t, le temps en secondes,
- K = 3 pour l'alliage 7050,
K = 1,5 pour les autres alliages de la série 7000,
- la durée totale de séjour tm (en minutes) dans le four de
revenu intermédiaire étant toujours supérieure ou égale à
la valeur donnée par l'expression :
34 log tm 260 - .theta.M
dans laquelle .theta.M est la température maximale atteinte par le
produit (en °C).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que dans la fonction R(T), .theta.(t) est la température en
°K du point le plus froid du produit, supérieure à 463°K
(190°C) et inférieure à 508°K (235°C).
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on
applique au produit une déformation plastique après trempe,
caractérisé en ce que les valeurs de K sont les suivantes:
K = 2,25 pour l'alliage 7050
K = 1,05 pour les alliages autres que 7050.
4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3,
caractérisé en ce que, immédiatement avant et/ou après le
revenu intermédiaire, la température du produit est égale ou
inférieure à la température de l'étape immédiatement antérieure,
en particulier égale à la température ambiante.
5. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3,
caractérisé en ce que deux au moins des étapes du revenu sont
effectuées en continu.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la trempe est précédée, à un moment quelconque du
cycle de fabrication, d'un traitement thermique effectué à une
température comprise entre la température de fusion commençante

des phases eutectiques hors d'équilibre (.theta.p) et celle de la
fusion commençante de l'alliage à l'équilibre (.theta.s = solidus).
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la trempe est précédée, à un moment quelconque du
cycle de fabrication, d'un traitement thermique effectué à une
température comprise entre celle du solidus (.theta.s) et celle du
liquidus (.theta.L), immédiatement suivi d'un palier à une température
inférieure à .theta.s.
8. Procédé de traitement de produits laminés ou
filés selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que
la trempe est effectuée à l'eau froide et qu'elle est suivie
d'un détensionnement par traction avant revenu.
9. Procédé de traitement de produits matricés ou
forgés selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit
est enduit sur toute sa surface d'une couche isolante avant
mise en solution et en ce que la trempe est effectuée à l'eau
chaude ou bouillante.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé
en ce que la couche isolante est constituée d'un mélange de
sulfate de baryum, d'oxyde de titane,de silicate de soude
et d'eau.
11. Procédé selon les revendications 1 et 2, caracté-
risé en ce que le revenu est limité aux deux premières étapes.
21

Description

Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


D988~7
La présente invention concerne un procédé de traitement
thermique des alliages d'aluminium à haute résistance de la
série 7000 du type Al-Zn-Mg-Cu, contenant plus de 0,05 % (en
poids~ de cuivre. Elle s'applique aux produits épais, c'est-
à-dire à des produits corroyés par laminage, forgeage, filage,
matric,age, etc..., tels que barres, billettes, largets, tôles
épaisses et pièces dont une partie au moins a une épaisseur
supérieure ~ 15 mm.
Les traitements classiques de durcissement de tels
alliages comportent les étapes suivantes, dans l'ordre:
1 - mise en solution,
2 - trempe,
.:
3 - revenu
avec, éventuellement, une déformation plastique ~ froid de 1 ~
5% entre les étapes 2 et 3, destinée à détensionner les produits
à l'état brut de trempe.
Cette déformation plastique est généralement obtenue
par traction contrôlée des produits plats laminés ou filés
(état TXX51) ou compression des produits forgés ou matricés
(état TXX52).
Le traitement de revenu conduisant aux caractéristiques
mécaniques de traction les plus élevées consiste généralement
en une montée à une température inférieure à l40C, un maintien
isotherme et un refroidissement. Cet état, appelé -T6, -T651
ou T652 selon la nature de la déformation plastique après la
trempe, n'est généralement pas utilis~ pour les produits épais
car il conduit à une très mauvaise résistance à la corrosion
90US tension dans le sens travers-court et à la corrosion
exfoliante.
Le traitement de revenu habituel des produits épais
consiste généralement en un premier palier isotherme ~ une
température inférieure à 140C suivi d'un deuxième palier
- 1 - ~

lQ9~8~7
isotherme à une température supérieure à 150C et d'un refroi-
dissement, chaque palier étant souvent précédé d'une montée lente
en température. Il est destiné à leur conférer une bonne
résistance à la corrosion sous tension en sens travers-court,
mais celle-ci est associée à une diminution très substantielle
de leurs caractéristiques mécaniques par rapport à l'état -T6
(ou -T651, -T652).
Cet état est appelé par l'homme de l'art état -T73
(ou -T7351, T7352 selon la nature de l'écrouissage après trempe)
pour les alliages 7075, 7175 et 7475 et -T736 (ou -T73651,
-T73652) pour l'alliage 7050.
Il existe enfin un traitement de revenu destiné à
conférer aux produits laminés en alliage 7075 (ou 7175, 7475)
des caractéristiques mécaniques de traction et une résistance
à la corrosion sous tension intermédiaires entre celles des
états -T6 (ou -T651) et -T73 (ou -T7351) avec une bonne résis-
; tance à la corrosion feuilletante. Ce traitement de revenu
est semblable au traitement de revenu -T73 (OU -T7351), mais
les durées de traitement y sont généralement plus courtes.
Cet état est appelé -T76 (ou -T7651) par l'homme de l'art et
est surtout appliqué aux tôles minces ou moyennes.
La résistance à la corrosion sous tension est générale-
ment évaluée sur des éprouvettes découpées dans le sens travers-
court par des essais d'immersion-émersion alternée (10 minutes -
50 minutes) dans le réactif à 3,5 % NaCl selon la norme ASTM
G44-75. (Standard Recommended Practice for Alternate Immersion
Stress corrosion Testing in 3, 5 % Sodium Chloride Solution).
La rési~tance à la corrosion feuilletante est évaluée
par le test EXCO selon la norme ASTM G34-72 (Standard Method
of test for Exfoliation corrosion Susceptibility in 7XXX
Series Copper Containing Aluminium Alloys).
I1 est cependant possible d'obtenir simultanément

1~988~7
ces deux propriétés apparemment contradictoires (caractéristiques
mécaniques et résistance à la corrosion sous tension élevées)
lorsque le revenu (3) comporte le's étapes suivantes:
3a) un prérevenu dans la zone de 100 ~ 150C pendant un temps
allant de 5 mn à 24 h,
3b) un revenu intermédiaire à plus haute température,
3c) un revenu final de 2 h ~ 48 h compris entre 100 et 160C.
Dans le brevet français ~ 2.249.176, un traitement
de ce t~pe est décrit; il comporte un revenu intermédiaire
isotherme de courte durée réalisé pratiquement par immersion de
produits de très petites dimensions (section de 1 cm2), dans
un bain métallique, tel que le métal de Wood. Or, on sait que
l'immersion des alliages d'aluminium dans un tel milieu, peut
conduire à une fragilisation intergranulaire sévère desdits
alliages. De plus, le mode de chauffage utilisé est difficile-
ment envisageable en raison de ses difficultés d'utilisation
~ dues en particulier à la grande densité de bain, surtout pour
des produits de grandes dimensions, par exemple des tôles
épaisses.
Enfin, les conditions de traitement indiquées, si elles
so~t valables pour de toutes petites pièces, ne sont pas appli-
cables industriellement car elles ne font pas intervenir
' l'épaisseur des pièces. Or, il est évident que le cycle
thermique réel subi par la pièce sera très différent suivant
l'épaisseur de celle-ci.
Ainsi, la demanderesse a trouvé que, pour les pièces
épaisses, on obtient des produits présentant à la fois de
bonnes caractéristiques mécaniques en traction et une bonne
résistance à la corrosion sous tension ou feuilletante quand
les temps de maintien sont supérieurs à ceux revendiqués dans
le brevet français N 2.249.176 et que, d'autre part, il n'est
nullement nécessaire d'avoir un maintien isotherme des pièces.

1~988~7
Ainsi, par exemple, un traitement de revenu intermédiaire
comportant seulement une montée jusqu'à une certaine température
immédiatement suivie d'un refroidissement donnera les propriétés
recherchées.
- De manière plus générale, le traitement de revenu
intermédiaire suivant l'invention comporte une montée en
température ~ une vitesse supérieure ~ 1C/minute dans la
zone de température allant de 150C ~ 190C, suivie d'une évo-
lution de température du produit (0) en fonction du temps (t)
quelconque O(t), comportant au moins une partie à une tempéra-
ture supérieure à 190C pendant une durée totale T, telle que
la fonction :
-13400
~~(t)
R(T) = 1010 / e dt
: K
:~ ~ ~~O '
~ soit comprise dans les limites définies ci-apr~s.
; Dans cette formule :
- e est la base des logarithmes népériens,
- T est la durée totale (en secondes) de cette étape comptée
~ partir du moment où la température du produit franchit
pour la première fois dans le sens ascendant la température
de 190C,
- O(t) est la température en K supérieure à 463K (soit 190C)
du point le plus froid du produit et inférieure à 523K
(250C) et, de préférence, à 508K (235C),
- t le temps en secondes.
Les ~tapes 3a, 3b et/ou 3c peuvent être soit séparées par des
retours à une température inférieure à celle de l'étape
immédiatement antérieure, en particulier à la température
ambiante, soit être effectuées en continu.
Il a été constaté que les conditions de revenu
- , . , : ~ ... .. .

1~988()7
intermédiaire conduisant aux propriétés optimales dépendent
en fait de l'existence (ou non) du traitement de détensionne-
ment effectué après trempe (TXX51 ou TXX52) et également de la
nature de l'alliage.
Le paramètre R(T) doit être, selon l'invention, compris
entre l et 4 et, de préférence, entre 1,5 et 3,0 avec les
valeurs de K suivantes:
A Etat détensionné Etat non détension-
lllages après trempe né après trempe
_ -
7050 K = 2,25 K = 3,0
autres que 7050 K = 1,05 K = 1,5
`:
De plus, contrairement aux règles connues de l'homme
de l'art selon lesquelles des traitements de revenu longs
conduisent à des caractéristiques mécaniques faibles associées
à une bonne résistance à la corrosion, il a été observé que
les proprietés optimales sur les produits épais sont obtenus,
selon l'invention, après un temps de séjour en four de revenu
intermédiaire tm (en minutes) dont la valeur est supérieure à
la valeur maximum de la durée mentionnée dans le brevet
français N 2.249.176. La demanderesse a trouvé, en effet,
que les produits épais traité.s en fours de traitement thermique
classiques, à une temp~rature maximale ~m pendant une durée
inférieure à la dur$e t~ donnée pax la relation:
34 log t = 260 - OM
dans laquelle OM est exprimé en C et tm en minutes (log =
logarithme décimal), présentent une résistance à la corrosion
sous tension en sens travers-court très inférieure à celle de
l'état -T73 (ou T7~51, T7352, T736, T73651, T73652 selon les
produits) alors que les produits traités selon l'invention,
c'est-à-dire pendant des durées plus longues, ont, à la fois, .
-- 5 --

~988~7
des caractéristiques élevées et une très bonne résistance à la
corrosion. En effet, les produits traités selon l'invention
possèdent les propriétés suivantes:
1. Les caractéristiques mécaniques de traction, en
particulier dans le sens travers-court, sont équivalentes à
celles obtenues après le traitement classique de durcissement
appelé "T6" (ou T651); leurs caractéristiques mécaniques de
résistance (charge de rupture Rm et limite élastique à 0,2 %
d'allongement rémanent Rp 0,2) sont supérieures ou égales à 95%
de celles obtenues par "T6" (ou T651) effectué sur le même
alliage, après 24 h à 120C pour l'alliage 7475.
2. La résistance à la corrosion sous tension, après -
30 jours d'essais, est supérieure à celle obtenue après le
traitement -T76 (ou T7651). La résistance ~ la corrosion sous
tension dans le sens travers-court des produits traités selon
l'invention en essai d'immersion-émersion alternée dans le
réactif 3,5 % NaCl, satisfait aux normes T73 ou T736 actuelles
des produits laminés, forgés, matricés ou filés, de même
épaisseur et de même alliage (par exemple normes américaines
QQ-A-250/12E MIL-A-22771C - AMS 4050).
Un des avantages essentiels de la présente invention
est que, lor~qu'on connaît, par un moyen quelconque (par
exemple à l'aide de thermocouples où par expérience sur des
produits de forme donnée, chauffés dans des conditions reproduc-
tiDles) la cinétique thermique des produits lors du traitement
de revenu intermédiaire, il est possible de piloter et d'arrêter
ledit traitement pour en obtenir les propriétés optimales. Le
calcul de la fonction R(T) peut se faire par tout moyen connu,
éventuellement en temps réel.
Un autre avantage de la présente invention est
d'obtenir des produits ayant des propriétés d'emplois plus
reproductibles car il permet d'annuler l'effet de légères
-- 6 --

1Q988~7
différences entre les cycles thermiques d'un traitement à
l'autre ou d'un four à l'autre.
Les produits peuvent être traités par tout dispositif
de traitement thermique connu mais, de préférence dans des
fours à bains liquides tels que, par exemple, bains d'huile
ou bains de sels.
Dans le cas des produits épais de section non
homogène, il est recommandé que, pour toutes les parties du
produit qui ont des lois d'évolution de températures différentes,
le paramètre R(T) soit compris dans les limites indiquées ci-
dessus afin d'obtenir des caractéristiques et des propriétés
aussi homogènes que possible.
Par ailleurs, la demanderesse a observé que, à l'issue
du revenu intermédiaire, les produits traités ont déjà des
caractéristiques de traction et une résistance à la corrosion
sous tension satisfaisantes mais présentent une ténacité,
mesurée par le facteur critique d'intensité de contraintes
en déformation plane KlC selon la norme ASTM E 399-74, nette-
ment meilleure que celle obtenue après le revenu final. Il
peut donc être intéressant, dans certains cas, de ne pas
faire suivre le revenu intermédiaire selon l'invention d'un
revenu final.
De plus, la demanderesse a remarqué qu'il était
particulièrement, intéressant d'associer au traitement de
revenu selon l'invention un traitement thermique à température
élevée tel que celui décrit dans le brevet français FR.
N 2.278.785 ou celui décrit dans le brevet fran,cais FR
N 2.256.960.
Dans le premier cas, le traitement thermique préalable
(repéré A dans la suite de la description) peut être effectué
à un moment quelconque du cycle de fabrication antérieur ~ la
trempe, mais de préférence lors de la mise en solution précédant
.. ..

~C~g886~7
la trempe elle-même; il consiste à porter le produit à une
température intermédiaire entre la température de fusion des
phases métastables (Op) et la température de fusion commençante
de l'alliage à l'équilibre thermodynamique (~s : solidus). La
dur~e du traitement doit etre suffisante pour résorber les
phases liquides apparues dans les premiers instants du traite-
ment. Ce traitement de mise en solution peut se faire également
en deux paliers. Par exemple, pour l'alliage 7475, un premier
palier à température habituelle (465 à 488C) d'une durée
comprise entre 15 minutes et 4 heures et un second palier
à haute température (505 ~ 535C) de 30 minutes à 90 minutes.
I1 est nécessaire que la teneur en hydrogène soit
faible, inférieure à 0,5 ppm (en poids), de préférence 0,2 ou
même 0,1 ppm. Il est particuli~rement conseillé de soumettre
le produit après trempe, laquelle est généralement effectuée
à l'eau froide, à un traitement de détensionnement mécanique
avant revenu. Ainsi, il est possible d'obtenir sur les alliages
7075 ou 7475, des caractéristiques mécaniques upérieures à
celles obtenues de façon classique sur l'alliage 7050 (qui sont
elles-mêmes supérieures à celles obtenues de façon classique
sur les alliages 7075 et 7475) avec des caractéri~tiques de
résistance à la corrosion sous tension, de ductilité et de
t~nacité améliorées par rapport à celles de l'alliage 7050
traité d'une manière classique.
Dans le second cas, le traitement thermique préalable
(repéré B dans la suite de la description) peut être également
effectué à un moment quelconque du cycle de fabrication précédant
l'opération de trempe, il consiste à porter le produit à une
température comprise entre 09 : température du solidus d'équi-
libre et ~L : tempé~rature du liquidus pendant une durée de0,5 ~ 12 h, ce maintien étant immédiatement suivi d'un palier
à ~ne température inférieure à Os avant refroidissement.
- 8 -

- \ ~
1~988~7
Les températures ~s et ~L sont caractéristiques de
chaque type d'alliages et peuvent être déterminées par voie
micrographique ou analyse thermique. Il peut être intéressant,
dans certains cas, que le produit soit revêtu sur toute sa
surface d'un revêtement isolant avant la mise en solution
suivant le traitement B ci-dessus, puis aprè~ une mise en
solution, trempé à l'eau chaude ou bouillante.
Il est très important que, au moment de la trempe,
la teneur en hydrogène du produit soit inférieure ~ O,S ppm
(en poids), de préférence inférieure ~ 0,2 ppm ou même 0,1 ppm.
L'enduction des pièces par un revêtement isolant
consiste à déposer par un moyen quelconque une couche provisoire-
ment adhérente de produit réfractaire isolant par un moyen
adéquat connu tel que au pinceau, au pistolet, au trempé etc
Cette opération est exécutée avant le traitement thermique de
mise en solution.
Les revêtements isolants sont choisis à la fois pour
leurs propri~tés d'isolation thermique, de résistance à la
chaleur et aux chocs thermiques, d'adhérence à la pièce au
moment de l'application, puis de la mise en solution et enfin,
au cours de la trempe.
On a, par exemple, obtenu d'excellents résultats en
utilisant un mélange en proportions convenables de sulfate
de baryum, d'oxyde de titane, de silicate de soude et d'eau.
Ces revêtements sont appliqués de la facon la plus
uniforme possible sur toute la surface extérieure des pièces
à traiter, on se contente, le plus souvent, d'appliquer une
seule couche dont l'épaisseur, non critique, est de l'ordre
de quelques dixièmes de mm à 1 mm, pour les produits visqueux.
La trempe à l'eau chaude ou bouillante consiste en
une immersion de pièces dans ce milieu dès la sortie du four
de mise en solution.
,

1~988~7
Une gamme préférentielle pour les produits plats est
la suivante:
Traitement "B" + mise en solution "A" ou classique +
trempe à l'eau froide + détensionnement par traction + revenu
suivant l'invention.
Une gamme préférentielle pour les pièces matricées
ou forgées est la suivante:
Traitement "B" + enduction d'une couche isolante +
mise en solution A ou classique + trempe à l'eau chaude ou
bouillante + revenu suivant l'invention.
Cette combinaison de traitement conduit ~ des produits
ayant des caractéristiques tout à fait exceptionnelles,
impossibles à atteindre avec les moyens conventionnels de
traitement thermique.
Les produits obtenus suivant la combinaison de moyens
décrits ci-dessus possèdent à la fois de très hautes caracté-
ristiques mécaniques de traction, une très bonne résistance à
la corrosion sous tension, une bonne isotropie, une ténacité
- améliorée et des contraintes internes encore plus faibles que
celles obtenues par la combinaison des mêmes traitements
antérieurs à la trempe et du revenu classique du type T73 ou
T 736.
Les exemples ci-après, non limitatifs du domaine
revendiqué, permettent de mieux comprendre l'invention et d'en
illustrer tous les avantages.
EXEMPLE I
On a traité des tôle~ en alliage 7475 à l'état T351
d'épaisseur 75 mm. Ces tôles avaient subi avant trempe une '
homogénéisation et une mise en solution classiques et, après
., .
trempe, un tractionnement suivi d'une maturation de 5 jours
à 20C et un revenu selon les moyens actuels (états 7651 et
T7351) selon l'invention.
'
-- 10 --
!

lQ988C17
Le traitement de revenu intermédiaire, selon l'inven-
tion, consistait en une immersion en bain de sel nitrite-nitrate
industriel préréglé à une température de 225C suivie d'un
refroidissement à l'eau.
La température à coeur de la tôle traitée selon
l'invention a été mesurée par un thermocouple relié à un
enregistreur, ce qui a permis d'interrompre le traitement
au bout d'une durée de 12 minutes pour une valeur R = 1,9. -
Le tableau I donne les caractéristiques mécaniques
de traction en sens travers-court à mi-épaisseur des tôles
ainsi que la durée de vie d'éprouvettes de corrosion sous
tension par traction en 30 jours d'essai d'immersion-émersion ~
alternées en réactif 3,5 % NaCl, sous une charge de 300 à :
350 MPa (3 éprouvettes par état).
TABLEAU I
- TRAITEMENT CARACTERISTIQUES CORROSION SOUS
ETA THERMIQUE T-C SOUS TENSION
Rm Rpo,2 A' CDntrainte Durée de
~MPa) ~MPa) % (MPa) vie(jours)
T651 24 h à 120C 442 525 9,5 300 4, 4, 6
~- T7351 6 h 105C + ..
24 h 158C 372 456 8,6 300 30 ~R*
Inven- 2 h 120C ~ . r
tion 12 mn (225C) .
I + 16 h max. à
. 140C 447 514 7,4 300 et 35C 30 ~R* I
i * 30NR : éprouvettes non rompues en 30 j d'essais
(xx) température du bain.
Ces résultats illustrent bien les bonnes performances
obtenues grace au traitement selon l'invention à la fois en ce
qui concerne les caractéristiques mécaniques de traction que la
. . .' ,! , .
.

~ ~ ~;338~7
résistance ~ la corrosion sous tension.
ExEMæLE II
Des tôles en alliage 7475, état T351, d'épaisseur
110 mm, ont subi avant la trempe, soit un traitement classique,
soit un traitement du type décrit ci-dessus ~ une température
de 515C, suivi, après trempe à l'eau froide, du traitement
de revenu classique (état - T7351) ou du traitement de r~venu
selon l'invention, qui comprenait un revenu intermédiaire
dans un four à bain de sel nitrite-nitrate préréglé ~ une
' température de consigne de 220C (,durée du traitement 18
minutes donnant un coefficient R = 2,3). Le tableau II donne
les valeurs des caractéristiques mécaniques de traction et
de la résistance à la corrosion sous tension évaluées en sens
travers-court en essai d'immersion-émersion alternée de durée
30 j en réactif NaC1 3,5 %.
La comparaison des valeurs obtenues après revenu
selon l'invention et après traitements conventionnels montre
l'accroissement des caractéristiques mécaniques de traction
et de la résistance à la corrosion sous tension obtenu par
; 20 la combinaison traitement A + revenu selon l'invention.
- 12 -

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1~98~3~7
EXEMPLE III
Des larget~ forgés d'épai~seur 150 mm en alliage
7475 ont subi, avant trempe, un traitement classique ou un
traitement du type B (température supérieure à 540C), ils
ont été enduits du revêtement isolant décrit antérieurement,
ont été trempés dans l'eau à 70C puis traités par un revenu
conventionel ou un traitement de revenu selon l'invention
avec revenu intermédiaire dans un bain,de sel maintenu à une
température de consigne de 220C. La durée d'immersion en
bain de sel a été de 19 minutes (R - 1,95). La même opération
a été effectuée sur un larget de même épaisseur en alliage
7050 ayant subi avant trempe un traitement classique, puis
une enduction de revêtement isolant, un traitement de revenu
classique ou un traitement de revenu selon l'invention (durée
d'immersion 25 minutes - R = 2,1). Les caractéristiques
mécaniques de traction et la résis~ance ~ la corrosion
sous tension en sens travers-court ont été mesurées à mi-
épaisseur comme dans les exemples précédents. La valeur du
facteur critique d'intensité de contraintes (KIC) en sens
travers-court (sens S-L) est également donnée dans le tableau
IIl.
- 14 -
.. - ~ . . .. . . . ...... . . .

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1C~988~7
EXEMPLE IV
Cet exemple est relatif à des pièces matricées en :;
alliage 7475 et est illustré par les dessins annex~s qui
représentent respectivement : ~.
- figure 1 : une pièce matricée destinée à subir le traitement
thermique selon l'invention,
-.figure ~ : la même pièce après un premier usinage fait apras
traitement,
- figure 3 : la même pièce après un second usinage,
0 - figure 4 : un schéma explicatif de.la m~thode de mesure des
d~formations d'usinage.
La pièce représentée à la-figure 1 présente une
partie massive (1) ou talon, d'épaisseur 100 mm et des voiles
(2), (3) et (4), le voile (4) étant ouvert latéralement et
formant une chape. Ces voiles sont bordés de nervures (5).
Quatre pièces de ce type ont subi les traitements
thermiques suivants :
TABLEAU IV :~
Pièce Traitement avant Revête- Trempe Revenu
trempe ment . .
_
Pièce 1 classique eau T73 (6 h à 105C
.(T max = 467C) sans 70C + 8 ~ à 177C) :~
Pièce 2 -idem- avec ll -idem-
Pièce 3 -idem- ll ll Selon l'invention
Piece 4 type B (T ~ 540C) _ eau .~ .
Le revenu selon l'invention consistait en un prérevenu
de 2 h à 120C suivi d'une immersion de la pièce dans un bain
de sel porté à une température de consigne de 222C. Des
thermocouples placés à mi-épaisseur dans les voiles (2), (3).
et (4), les nervures (5) et le talon (1) ont permis d'enregistrer
l'évolution de la température dans chaque partie de la pièce
- 16 -

1~88¢:~7
lors de la montée continue en température. La pièce a été
retirée du bain de sel et refroidie à l'eau lorsque les
valeurs R en tous les points de la pièce ont atteint les
valeurs revendiquées par l'invention. La durée totale
d'immersion en bain de sel à 222C a été de 16 minutes et
les valeurs de R étaient comprises entre 1,8 (pour le talon)
et 2,9 (pour les voiles). La pièce a ensuite subi un revenu
de 48 h à 120C.
Afin de mettre en évidence les contraintes résiduelles ;~
sur les pièces traitées, on a procédé à deux usinages successifs:
1. Elimination par enlèvement de copeaux, de la toile inférieure r
constituant le fond de la chape (4) et meaure de la varia-
tion de distance entre les deux bras de la chape avant et -
après élimination de la toile (fig. 2).
2. Usinage complet de la face supérieure de la pièce de façon
- à faire disparaitre toutes les nervures formant les parois
de la chape (4) et des cuissons formant la partie supéri-
eure de la pièce (fig. 3).
3. Bridage de la pièce sur la partie plane du talon (1) et
mesure des variations des cotes aux points 6, 7, 8, 9, 10,
11 de la figure 4.
Les caractéristiques mécaniques de traction ont été
mesurées sur des éprouvettes prélevées en sens travers-long à
mi-épaisseur de la pièce dans le talon et les voiles. La
résistance à la corrosion sous tension a été évaluée dans le
sens travers-court sur des éprouvettes pr~levées à mi-épaisseur
du talon (partie épaisse) par des essais d'immersion-émersion
alternée en r~actif NaCl 3,5 %.
La contrainte appiiquée était de 320 Mæa et la durée
de l'essai 30 jours. Les résultats sont donnés dans le
tableau IV.
Ces résultats montrent la diminution très sensible

--' 10988~7
des déformations d'usinaye après trempe (et donc des contraintes
résiduelles) obtenue par les combinaisons de traitements suivan-
tes:
1. traitement classique avant trempe ~ revêtement + trempe
eau tiède ou chaude ~ revenu suivant l'invention,
ou
2. traitement du type B avant trempe + revêtement + trempe
eau bouillante + revenu suivant l'invention.
Cette diminution des déformations d'usinage est
associée à un compromis caractéristiques mécaniques de traction-
r~sistance à la corrosion sous tension supérieur à celui de .
l'état actuel.
TABLEAU IV
. Caractéristiques mécani- Déformations Corro ~ :
ques de traction (sens T-L) d'usinage sion
(MPa) (en mm) SoU9
Pièce TALON VOILE _ Entre- Point Moyenne tension ::
Rm RpO,2 A% Rm R~0,2 A% beala 6 7P+8+t99 Durée
CHAPE +10+11 de vie
_ _ , 1 .
1 492 4259,9 541 479 12,9 1,75 1,302,55 30 NR *
2 478 40810,3 53C 472 12,7 0,90 0,65 1,75
3 529 4759,4 561 529 12,0 0,35 0,451,25 ll
4 508 43610,2 54E 492 12,8 0,15 0,25 0,60 _
* 30 NR : éprouvettes non rompues en 30 jours d'essais.
- 18 -

Dessin représentatif

Désolé, le dessin représentatif concernant le document de brevet no 1098807 est introuvable.

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Document 
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Abrégé 1994-03-25 1 20
Dessins 1994-03-25 1 21
Description 1994-03-25 18 638