FR2889852A1 - Aluminum alloy for aircraft, land vehicle and marine use contains small quantities of magnesium, manganese and other elements for high strength and corrosion resistance - Google Patents
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Abstract
Description
Alliage d'aluminium Al-Mg soudable et très résistant, et produit en un telAl-Mg aluminum alloy weldable and very resistant, and produced in such
alliagealloy
Cette invention concerne un alliage d'aluminium, en particulier un alliage d'aluminium et de magnésium (type Al-Mg, connu aussi sous le nom "alliage d'aluminium de la série 5xxx", donné par l'Aluminium Association) . Plus précisément, cette invention concerne un alliage d'aluminium hautement résistant et de faible densité, qui résiste très bien à la corrosion et se prête très bien au soudage. L'invention concerne aussi des produits faits de ce nouvel alliage, qui sont bien adaptés pour des applications dans les industries du transport, par exemple dans des moyens de transport aérien, des conteneurs et des véhicules routiers ou ferroviaires, ainsi que dans la construction navale et le bâtiment. This invention relates to an aluminum alloy, in particular an aluminum and magnesium alloy (Al-Mg type, also known as the "aluminum alloy of the 5xxx series", given by the Aluminum Association). More specifically, this invention relates to a high-strength, low-density aluminum alloy that is highly resistant to corrosion and is very suitable for welding. The invention also relates to products made from this novel alloy, which are well suited for applications in the transport industries, for example in air transport means, containers and road or rail vehicles, as well as in shipbuilding. and the building.
On peut faire de cet alliage divers produits, comme des tôles, des plaques minces, ou des produits extrudés, forgés ou mis en forme par fluage. On peut munir ou non l'alliage d'un revêtement, ou le doter d'un placage d'un autre alliage d'aluminium, pour en améliorer encore les caractéristiques, par exemple la résistance à la corrosion. This alloy can be made of various products, such as sheets, thin plates, or extruded products, forged or shaped by creep. The alloy may or may not be provided with a coating, or provided with a plating of another aluminum alloy, to further improve its characteristics, for example corrosion resistance.
On a déjà employé, dans le passé, des alliages d'aluminium de types variés pour fabriquer divers produits destinés à l'industrie du bâtiment ou du transport, en particulier aux industries aéronautique et navale. Dans ces industries, concepteurs et fabricants cherchent constamment à améliorer les performances, la durée de vie et le rendement énergétique de leurs produits, ainsi qu'à réduire les coûts de fabrication, de fonctionnement et d'entretien. Aluminum alloys of various types have been used in the past for the manufacture of various products for the building and transport industries, particularly the aviation and naval industries. In these industries, designers and manufacturers are constantly seeking to improve the performance, durability and energy efficiency of their products, as well as to reduce manufacturing, operating and maintenance costs.
L'une des voies qui s'offrent à ces concepteurs et fabricants pour atteindre leurs buts consiste à améliorer les caractéristiques pertinentes des alliages d'aluminium, de sorte qu'un produit fait d'un tel alliage puisse être mieux conçu et plus efficacement fabriqué, et offrir globale-ment de meilleures performances. One of the ways for these designers and manufacturers to achieve their goals is to improve the relevant characteristics of aluminum alloys, so that a product made of such alloy can be better designed and more efficiently manufactured. , and overall offer better performance.
Dans un grand nombre des applications mentionnées ci-dessus, on exige des alliages qui soient dotés d'une résistance mécanique élevée, d'une faible masse volumique, d'une excellente résistance à la cor- rosion et d'une excellente aptitude au soudage, et qui présentent encore d'excellentes caractéristiques après soudage. In many of the above applications, alloys are required which have high mechanical strength, low density, excellent corrosion resistance and excellent weldability. , and which still have excellent characteristics after welding.
La présente invention concerne un alliage de type AA-5xxx qui offre une combinaison de caractéristiques améliorées pour ce qui est de la résistance mécanique, de la tolérance aux dommages, de la résistance à la corrosion et de l'aptitude au soudage. The present invention relates to an AA-5xxx type alloy which offers a combination of improved characteristics in terms of mechanical strength, damage tolerance, corrosion resistance and weldability.
Dans tout ce qui suit, sauf indication contraire, les désignations des alliages et des états de traitement thermique sont les désignations de l'Aluminum Association qui figurent dans les ouvrages "Aluminum Standards and Data" et "Registration Records" publiés par l'Aluminum Association en 2005. In what follows, unless otherwise indicated, the designations of the alloys and the heat treatment states are the designations of the Aluminum Association that appear in the "Aluminum Standards and Data" and "Registration Records" published by the Aluminum Association. in 2005.
Dans tout ce qui suit, les pourcentages d'éléments dans les compositions d'alliages sont tous des pourcentages pondéraux. In what follows, the percentages of elements in the alloy compositions are all percentages by weight.
L'un des objectifs de cette invention est de proposer un alliage d'aluminium et de magnésium de la série AA-5xxx, doté d'une résistance mécanique élevée, d'une faible masse volumique et d'excellentes caractéristiques de résistance à la corrosion. One of the aims of this invention is to provide an aluminum-magnesium alloy of the AA-5xxx series, with high mechanical strength, low density and excellent corrosion resistance characteristics. .
Un autre objectif de cette invention est de proposer un alliage d'aluminium et de magnésium qui se prête bien au soudage. Another object of this invention is to provide an aluminum and magnesium alloy which lends itself well to welding.
Un autre objectif de cette invention est de proposer un alliage d'aluminium et de magnésium qui présente une grande stabilité thermique et qui se prête bien à la fabrication de produits par des procédés de mise en forme de matières plastiques, tels que les procédés de mise en forme par calandrage ou de mise en forme par étirage, ainsi qu'au procédé de mise en forme par fluage (creep-forming). Another object of this invention is to provide an aluminum and magnesium alloy which has a high thermal stability and is well suited for the manufacture of products by plastic shaping processes, such as casting processes. in the form of calendering or stretch forming, as well as the creep-forming process.
Ces objectifs et d'autres, ainsi que d'autres avantages, peuvent être atteints ou dépassés grâce à la présente invention qui concerne un alliage d'aluminium comprenant les éléments suivants, en les proportions indiquées ci-dessous en pourcentages pondéraux: 3,5 à 6,0 % de magnésium, 0,4 à 1,2 % de manganèse, moins de 0,5 % de fer, moins de 0,5 % de silicium, moins de 0,15 % de cuivre, moins de 0,5 % de zirconium, moins de 0,3 % de chrome, de 0,03 à 0,2 % de titane, moins de 0,5 % de scandium, moins de 1,7 % de zinc, moins de 0,5 % de lithium, moins de 0,4 % d'argent, en option, un ou plusieurs des éléments formateurs de dispersoïdes suivants, chacun en une proportion inférieure à 0,5 % : erbium, yttrium, hafnium et vanadium, des éléments et impuretés accidentellement présents, chacun en une proportion inférieure à 0,05 %, pour une proportion totale inférieure à 0,15 %, et le complément à 100 % d'aluminium. These and other objects, as well as other advantages, can be achieved or overcome by the present invention which relates to an aluminum alloy comprising the following elements, in the proportions indicated below in weight percentages: 3.5 at 6.0% magnesium, 0.4 to 1.2% manganese, less than 0.5% iron, less than 0.5% silicon, less than 0.15% copper, less than 0, 5% zirconium, less than 0.3% chromium, 0.03 to 0.2% titanium, less than 0.5% scandium, less than 1.7% zinc, less than 0.5% of lithium, less than 0.4% of silver, optionally, one or more of the following dispersoid forming elements, each in a proportion of less than 0.5%: erbium, yttrium, hafnium and vanadium, elements and impurities accidentally present, each in a proportion less than 0.05%, for a total proportion of less than 0.15%, and the complement to 100% aluminum.
Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, l'alliage d'aluminium est essentiellement constitué des éléments cités ci-dessus, en les proportions indiquées ci-dessus en pourcentages pondéraux. In a preferred embodiment of the invention, the aluminum alloy consists essentially of the elements mentioned above, in the proportions indicated above in percentages by weight.
Selon l'invention, on introduit du magnésium dans l'alliage afin de conférer à celui-ci une résistance mécanique de base. Si l'alliage contient de 3,5 à 6 % de magnésium, il peut acquérir une certaine résistance mécanique en durcissant par formation d'une solution solide ou par suite du travail subi. La proportion de magnésium vaut en particulier de 3,6 à 5,6 %, de préférence de 3,6 à 4,4 % et mieux encore de 3,8 à 4,3 %. Dans un autre mode préféré de réalisation, la proportion de magnésium vaut de 5,0 à 5,6 %. According to the invention, magnesium is introduced into the alloy in order to give it a basic mechanical strength. If the alloy contains 3.5 to 6% magnesium, it can acquire a certain mechanical strength by hardening by formation of a solid solution or as a result of the work undergone. The proportion of magnesium is in particular from 3.6 to 5.6%, preferably from 3.6 to 4.4% and more preferably from 3.8 to 4.3%. In another preferred embodiment, the proportion of magnesium is from 5.0 to 5.6%.
Dans l'alliage de l'invention, le manganèse est un élément important en tant que formateur de dispersoïdes, et l'alliage peut en con-tenir de 0,4 à 1,2 %, en particulier de 0,6 à 1,0 % et mieux encore de 0,65 à 0,9 %. In the alloy of the invention, manganese is an important element as a dispersoid-forming agent, and the alloy can contain from 0.4 to 1.2%, in particular from 0.6 to 1, 0% and more preferably from 0.65 to 0.9%.
Pour que soient prévenus les effets néfastes du chrome et du titane, il est préférable que l'alliage ne contienne que de 0,03 à 0,15 %, mieux encore de 0,03 à 0,12 % et surtout de 0,05 à 0,1 % de chacun de ces éléments. In order to prevent the harmful effects of chromium and titanium, it is preferable for the alloy to contain only 0.03 to 0.15%, more preferably 0.03 to 0.12% and especially 0.05%. 0.1% of each of these elements.
L'alliage d'aluminium de l'invention est encore meilleur quand il contient à la fois du chrome et du titane, de préférence en quantités égales ou à peu près égales. The aluminum alloy of the invention is even better when it contains both chromium and titanium, preferably in equal or approximately equal amounts.
L'alliage d'aluminium de l'invention peut contenir au plus 0,5 % et en particulier au plus 0,2 % de zirconium, mais il en contient de préférence de 0,05 à 0,25 %, et mieux encore de 0,08 à 0,16 %. The aluminum alloy of the invention may contain at most 0.5% and in particular at most 0.2% of zirconium, but it preferably contains from 0.05 to 0.25%, and more preferably from 0.08 to 0.16%.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, on ajoute du scandium à l'alliage, en une proportion de moins de 0,3 % et de préférence de 0,1 à 0,3 %. On obtient alors une amélioration plus poussée de certaines caractéristiques de l'alliage, et notamment de son aptitude au soudage. In a particular embodiment of the invention, scandium is added to the alloy in a proportion of less than 0.3% and preferably 0.1 to 0.3%. This gives a further improvement in certain characteristics of the alloy, and in particular its weldability.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on peut renforcer les effets de l'addition de scandium en ajoutant du zirconium et/ou du titane. Ces deux éléments peuvent se combiner au scandium pour former un dispersoïde qui diffuse moins que le dispersoïde de scandium seul et dont le réseau est moins mal assorti à celui de la matrice d'aluminium, ce qui fait que ses grains grossissent moins. L'addition de zirconium et/ou de titane offre en outre l'avantage que l'on a besoin de moins de scandium pour obtenir le même effet d'inhibition de la recristallisation. In another embodiment of the invention, the effects of adding scandium can be enhanced by adding zirconium and / or titanium. These two elements can combine with scandium to form a dispersoid that diffuses less than the dispersoid of scandium alone and whose network is less badly matched to that of the aluminum matrix, so that its grains grow less. The addition of zirconium and / or titanium further has the advantage that less scandium is required to achieve the same effect of inhibiting recrystallization.
On pense que dans un produit en alliage de l'invention, l'amélioration de ses caractéristiques, et en particulier sa forte résistance mécanique et sa bonne résistance à la corrosion, sont dues à l'addition conjointe d'au moins deux des éléments chrome, titane et zirconium à un alliage d'aluminium et de magnésium qui contient déjà une certaine quantité de manganèse. It is believed that in an alloy product of the invention, the improvement of its characteristics, and in particular its high mechanical strength and good corrosion resistance, is due to the joint addition of at least two of the chromium elements. , titanium and zirconium to an aluminum and magnesium alloy that already contains a certain amount of manganese.
Il est préférable d'ajouter conjointement à l'alliage du chrome et du zirconium, en une proportion totale de 0,06 à 0,25 %. It is preferable to add chromium and zirconium together with the alloy in a total proportion of 0.06 to 0.25%.
Dans un autre mode préféré de réalisation de l'alliage de l'inven-tion, on y ajoute conjointement du chrome et du titane, en une proportion totale de 0,06 à 0,22 %. In another preferred embodiment of the alloy of the inven-tion, there is added together chromium and titanium, in a total proportion of 0.06 to 0.22%.
Dans encore un autre mode préféré de réalisation de l'alliage de l'invention, on y ajoute conjointement du zirconium et du titane, en une proportion totale de 0,06 à 0,25 %. In yet another preferred embodiment of the alloy of the invention, zirconium and titanium are added together in a total proportion of 0.06 to 0.25%.
Dans encore un autre mode préféré de réalisation de l'alliage de l'invention, on y ajoute conjointement du chrome, du titane et du zirconium, en une proportion totale de 0,09 à 0,36 %. In yet another preferred embodiment of the alloy of the invention, chromium, titanium and zirconium are added together in a total proportion of 0.09 to 0.36%.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on peut ajou- ter du zinc à l'alliage, en une proportion de 0 à 1,7 %, en particulier de 0 à 0, 9 %, de préférence de 0 à 0,65 %, mieux encore de 0,2 à 0,65 % et surtout de 0,35 à 0,6 %. Autrement, l'alliage peut ne pratiquement pas contenir de zinc, quand on n'y ajoute pas volontairement du zinc en quantité suffisante pour qu'il ait un effet, bien qu'il puisse alors s'en trouver à l'état de traces ou d'impureté dans l'alliage d'aluminium. In another embodiment of the invention, zinc may be added to the alloy in a proportion of from 0 to 1.7%, in particular from 0 to 0.9%, preferably from 0 to 0%. , 65%, more preferably from 0.2 to 0.65% and most preferably from 0.35 to 0.6%. Otherwise, the alloy may be practically free of zinc, when zinc is not voluntarily added in sufficient quantity to have an effect, although it may be in a trace state. or impurity in the aluminum alloy.
Dans un alliage de l'invention, il peut y avoir du fer, en une proportion d'au plus 0,5 %, de préférence d'au plus 0,25 % et mieux en-core d'au plus 0,14 %. In an alloy of the invention, there may be iron in a proportion of at most 0.5%, preferably at most 0.25% and better still at most 0.14%. .
Dans un alliage de l'invention, il peut y avoir du silicium, en une proportion d'au plus 0,5 %, de préférence d'au plus 0,25 % et mieux encore d'au plus 0,12 %. In an alloy of the invention, there may be silicon in a proportion of at most 0.5%, preferably at most 0.25% and more preferably at most 0.12%.
Dans le cadre de l'invention, le cuivre n'est pas un élément que l'on ajoute volontairement, mais c'est un élément modérément soluble. C'est ainsi qu'un alliage d'aluminium de l'invention peut contenir au plus 0,15 % et de préférence au plus 0,05 % de cuivre. In the context of the invention, copper is not an element that is added voluntarily, but it is a moderately soluble element. Thus, an aluminum alloy of the invention can contain at most 0.15% and preferably at most 0.05% copper.
Certains éléments peuvent se trouver, en option, dans un alliage d'aluminium de l'invention. C'est ainsi qu'il peut y avoir au plus 0,5 % et de préférence au plus 0,2 % de vanadium, au plus 0,5 % de lithium, au plus 0,5 % de hafnium, au plus 0,5 % d'yttrium, au plus 0,5 % d'er- bium et au plus 0,4 % d'argent. Certain elements may be, optionally, in an aluminum alloy of the invention. Thus, there can be at most 0.5% and preferably at most 0.2% of vanadium, at most 0.5% of lithium, at most 0.5% of hafnium, at most 0, 5% yttrium, not more than 0,5% of iron and not more than 0,4% of silver.
Dans un mode préféré de réalisation, un produit en alliage d'aluminium de l'invention est fait d'un alliage essentiellement constitué des éléments suivants, en les proportions indiquées ci-dessous en pourcentages pondéraux: 3,8 à 4,3 % de magnésium, 0,65 à 1,0 % de manganèse, moins de 0,5 % et de préférence 0,05 à 0,25 % de zirconium, moins de 0,3 % et de préférence 0,1 à 0,3 % de chrome, de 0,03 à 0,2 % et de préférence 0,05 à 0,1 % de titane, moins de 0,5 % et de préférence 0,1 à 0,3 % de scandium, .moins de 0,14 % de fer, moins de 0,12 % de silicium, des éléments et impuretés accidentellement présents, chacun en une proportion inférieure à 0,05 %, pour une proportion totale inférieure à 0,15 %, et le complément à 100 % d'aluminium. In a preferred embodiment, an aluminum alloy product of the invention is made of an alloy consisting essentially of the following elements, in the proportions indicated below in percentages by weight: 3.8 to 4.3% of magnesium, 0.65 to 1.0% of manganese, less than 0.5% and preferably 0.05 to 0.25% of zirconium, less than 0.3% and preferably 0.1 to 0.3% chromium, from 0.03 to 0.2% and preferably 0.05 to 0.1% titanium, less than 0.5% and preferably 0.1 to 0.3% of scandium, less than 0 , 14% of iron, less than 0.12% of silicon, elements and impurities accidentally present, each in a proportion of less than 0.05%, for a total proportion of less than 0.15%, and the complement at 100% aluminum.
Il est avantageux que cet alliage d'aluminium contienne en outre 0,2 à 0, 65 % de zinc. It is advantageous for this aluminum alloy to contain, in addition, 0.2 to 0.65% of zinc.
Dans un autre mode préféré de réalisation, un produit en alliage d'aluminium de l'invention est fait d'un alliage essentiellement constitué des éléments suivants, en les proportions indiquées ci-dessous en pourcentages pondéraux 5,0 à 5,6 % de magnésium, 0,65 à 1,0 % de manganèse, moins de 0,5 % et de préférence 0,05 à 0,25 % de zirconium, moins de 0,3 % et de préférence 0,1 à 0,3 % de chrome, de 0,03 à 0,2 % et de préférence 0,05 à 0,1 % de titane, moins de 0,5 % et de préférence 0,1 à 0,3 % de scandium, moins de 0,14 % de fer, moins de 0,12 % de silicium, des éléments et impuretés accidentellement présents, chacun en une proportion inférieure à 0,05 %, pour une proportion totale inférieure à 0, 15 %, et le complément à 100 % d'aluminium. In another preferred embodiment, an aluminum alloy product of the invention is made of an alloy consisting essentially of the following elements, in the proportions indicated below in percentages by weight 5.0 to 5.6% of magnesium, 0.65 to 1.0% of manganese, less than 0.5% and preferably 0.05 to 0.25% of zirconium, less than 0.3% and preferably 0.1 to 0.3% chromium, from 0.03 to 0.2% and preferably 0.05 to 0.1% of titanium, less than 0.5% and preferably 0.1 to 0.3% of scandium, less than 0, 14% iron, less than 0.12% silicon, elements and impurities accidentally present, each in a proportion of less than 0.05%, for a total proportion of less than 0.15%, and the complement at 100% of 'aluminum.
Il est avantageux que cet alliage d'aluminium contienne en outre 0,2 à 0, 65 % de zinc. It is advantageous for this aluminum alloy to contain, in addition, 0.2 to 0.65% of zinc.
Les conditions opératoires nécessaires pour obtenir les caractéristiques voulues dépendent des conditions choisies pour l'élaboration de l'alliage. Pour l'addition de manganèse à l'alliage, on réalise le traitement thermique préalable, avant laminage à chaud, à une température valant de préférence de 410 à 560 C, et mieux encore de 490 à 530 C. Mais dans cette gamme optimale de température, le chrome, le titane, le zirconium et le scandium assurent moins bien leurs fonctions, le chrome étant celui qui assure le moins mal la sienne. Pour obtenir du chrome, du titane et de zirconium leurs performances optimales, en particulier lorsqu'ils sont associés à du scandium, il est préférable de réaliser le traitement thermique préalable, avant laminage à chaud, à une température plus basse, qui vaut de préférence de 280 à 500 C, et mieux encore de 400 à 480 C. The operating conditions necessary to obtain the desired characteristics depend on the conditions chosen for producing the alloy. For the addition of manganese to the alloy, the heat treatment is carried out beforehand before hot rolling, at a temperature preferably ranging from 410 to 560 ° C., and more preferably from 490 to 530 ° C., but in this optimum range of temperatures. temperature, chromium, titanium, zirconium and scandium perform less well their functions, chromium being the one that ensures the least harm his. To obtain chromium, titanium and zirconium their optimum performances, in particular when they are associated with scandium, it is preferable to carry out the prior heat treatment, before hot rolling, at a lower temperature, which is preferably from 280 to 500 ° C., and more preferably from 400 to 480 ° C.
Les caractéristiques d'un produit en alliage d'aluminium de l'invention sont très bien équilibrées pour un traitement permettant d'en faire une plaque, une tôle, un produit soudé ou un produit obtenu par déformation plastique, ou encore pour le forgeage ou l'extrusion. Les procédés faisant appel à une déformation plastique englobent, sans s'y limiter, des procédés comme la mise en forme par fluage, la mise en forme par étirage et la mise en forme par calandrage. The characteristics of an aluminum alloy product of the invention are very well balanced for a treatment to make a plate, a sheet, a welded product or a product obtained by plastic deformation, or for forging or extrusion. Methods involving plastic deformation include, but are not limited to, methods such as creep shaping, stretch forming, and calendering shaping.
Les produits en alliage de l'invention sont dotés d'une haute ré-sistance mécanique, d'une faible densité, d'une bonne aptitude au soudage et d'une excellente résistance à la corrosion, et la combinaison de ces propriétés en fait des produits appropriés, en particulier sous forme de produits de laminage, tôles ou plaques, de produits de forgeage ou d'extrusion, de produits soudés ou de produits obtenus par déformation plastique, en tant que pièces d'avion, de navire ou de véhicule routier ou ferroviaire. The alloy products of the invention are provided with high mechanical strength, low density, good weldability, and excellent corrosion resistance, and the combination of these properties makes them suitable products, in particular in the form of rolling products, sheets or plates, forging or extrusion products, welded products or products obtained by plastic deformation, as parts of aircraft, ships or vehicles road or rail.
Dans encore un autre mode de réalisation, en particulier lorsque le produit en alliage d'aluminium est extrudé, il est préférable qu'il le soit en profilés épais d'au plus 150 mm à l'endroit où l'épaisseur de section transversale est maximale. In yet another embodiment, particularly when the aluminum alloy product is extruded, it is preferred that it be made of thick sections of at most 150 mm at the point where the cross-sectional thickness is Max.
Sous forme extrudée, un produit en alliage de l'invention peut remplacer le matériau en plaques épaisses dont on fait d'habitude, par usinage ou laminage, des composants de structure façonnés. Dans ce mode de réalisation, il est préférable que le produit extrudé soit épais de 15 à 150 mm à l'endroit où l'épaisseur de section transversale est maximale. In extruded form, an alloy product of the invention can replace the thick plate material which is usually machined or rolled shaped structural components. In this embodiment, it is preferred that the extruded product be 15 to 150 mm thick at the point where the cross-sectional thickness is maximum.
L'excellent équilibre des propriétés des produits en alliage d'aluminium de l'invention vaut pour une large gamme d'épaisseurs. Dans la gamme de 0, 6 à 1,5 mm d'épaisseur, un produit en alliage d'aluminium de l'invention présente un intérêt particulier en tant que tôle de carosserie d'automobile. Dans la gamme allant jusqu'à 12,5 mm d'épaisseur, ses caractéristiques sont excellentes pour des tôles de fuselage. On peut aussi utiliser les produits de la gamme des faibles épaisseurs pour en faire des lisses, ou même des lisses intégrées à un panneau d'aile, à utiliser dans la structure d'une aile d'avion. Dans la gamme allant de 15 à 80 mm d'épaisseur, les caractéristiques d'un produit de l'invention sont excellentes pour la construction navale et pour des applications plus générales comme la construction de cuves à pression. The excellent balance of properties of the aluminum alloy products of the invention holds for a wide range of thicknesses. In the range of 0.6 to 1.5 mm in thickness, an aluminum alloy product of the invention is of particular interest as a car body sheet. In the range up to 12.5 mm thick, its characteristics are excellent for fuselage sheets. It is also possible to use the products of the range of low thicknesses to make smooth, or even smooth integrated into a wing panel, for use in the structure of an aircraft wing. In the range of 15 to 80 mm in thickness, the characteristics of a product of the invention are excellent for shipbuilding and for more general applications such as the construction of pressure vessels.
Les produits en alliage d'aluminium de l'invention peuvent aussi être employés en tant que plaques à usiner ou plaques de moules, par exemple dans des moules de fabrication de pièces moulées en matière plastique, par exemple par coulée ou par moulage par injection. The aluminum alloy products of the invention can also be used as work plates or mold plates, for example in molds for manufacturing plastic moldings, for example by casting or by injection molding.
Les produits en alliage d'aluminium de l'invention sont particu-lièrement bien adaptés pour des applications où l'on requiert une bonne tolérance aux dommages, comme les pièces en aluminium tolérantes aux dommages pour applications aéronautiques, et plus particulièrement pour les lisses, cloisons de pressurisation, tôles de fuselage et panneaux d'aile inférieurs, ainsi que les plaques épaisses pour pièces usinées ou forgées et les plaques minces pour lisses. The aluminum alloy products of the invention are particularly well suited for applications where good damage tolerance is required, such as damage-tolerant aluminum parts for aeronautical applications, and more particularly for the slats, pressurizing bulkheads, fuselage sheets and lower wing panels, as well as thick plates for machined or forged parts and thin slab plates.
Les produits en alliage de l'invention sont dotés d'une haute résistance mécanique, d'une faible densité, d'une excellente résistance à la corrosion et d'une bonne stabilité thermique à haute température, et la combinaison de ces propriétés en fait des produits particulièrement appropriés pour subir un traitement de mise en forme par fluage (creepforming) qui en fera des panneaux de fuselage ou d'autres composants préfaçonnables pour avion. On peut aussi avoir recours à d'autres pro-cédés de déformation plastique, comme les procédés de mise en forme par calandrage ou par étirage. The alloy products of the invention have high mechanical strength, low density, excellent corrosion resistance and good thermal stability at high temperatures, and the combination of these properties makes them products particularly suitable for creep-forming treatment which will make them fuselage panels or other prefabricated components for aircraft. Other methods of plastic deformation may also be used, such as calendering or drawing forming methods.
En fonction de ce qu'exige l'application envisagée, on peut faire subir à un produit en alliage de l'invention un recuit dans la gamme de 100 à 500 C, pour en faire un produit qui peut être par exemple dans un état adouci ou durci par écrouissage, ou dans une gamme de température appropriée pour une mise en forme par fluage. Depending on what is required for the intended application, an alloy product of the invention may be subjected to annealing in the range of 100 to 500 ° C., to make it a product which may be, for example, in a softened state. or hardened by work hardening, or in a temperature range suitable for creep shaping.
Les produits en alliage d'aluminium de l'invention se prêtent très bien à l'assemblage avec tout produit voulu par toutes les techniques classiques d'assemblage, y compris, sans s'y limiter, le soudage par fusion, le soudage FSW ("Friction Stir Welding"), le rivetage et le collage par adhésif. The aluminum alloy products of the invention lend themselves very well to assembly with any desired product by any of the conventional joining techniques, including, but not limited to, fusion welding, FSW welding ( "Friction Stir Welding"), riveting and adhesive bonding.
ExemplesExamples
On illustre l'invention à l'aide des exemples suivants. The invention is illustrated by the following examples.
Exemple 1Example 1
On élabore cinq alliages, à l'échelle du laboratoire, pour vérifier le principe de cette invention en ce qui concerne leurs caractéristiques mécaniques. Les compositions de ces alliages A à E sont données, en pourcentages pondéraux, dans le tableau 1-1. A l'échelle du laboratoire, on coule des lingots de ces alliages, que l'on commence par chauffer à une température de 425 à 450 C, à laquelle on les maintient pendant 1 heure. On lamine à chaud ces lingots, de manière à en réduire l'épaisseur de 80 à 8 mm, puis on les lamine à froid, et après un recuit intermédiaire, on réalise à froid un laminage final qui réduit de 40 % l'épaisseur des plaques et confère à celles-ci une épaisseur finale de 2 mm. On fait enfin subir à ces plaques un étirage à un taux de 1,5 %, puis un recuit de 2 heures à 325 C. Five alloys are developed at the laboratory scale to verify the principle of this invention with respect to their mechanical characteristics. The compositions of these alloys A to E are given in percentages by weight in Table 1-1. At the laboratory scale, ingots of these alloys are cast, which are first heated at a temperature of 425 to 450 ° C, which is maintained for 1 hour. These ingots are hot-rolled so as to reduce their thickness by 80 to 8 mm, then they are cold rolled, and after an intermediate annealing, a final rolling is carried out cold which reduces by 40% the thickness of the layers. plates and gives them a final thickness of 2 mm. These plates are finally subjected to a stretching at a rate of 1.5% and then an annealing for 2 hours at 325.degree.
Tableau 1-1: Composition des alliages A à E Alliage Mg Mn Zr Sc Cr Ti A 4, 0 0,9 0,10 0,15 < 0,002 < 0,002 B * 4,0 0,9 0,10 0,15 < 0,002 0, 10 C * 4,0 0,9 0,10 0,15 0,10 0,10 D* 3,87 0,9 0,11 0,15 0,10 0,12 E 4,5 1,0 0,10 0,26 < 0,002 < 0,002 * Alliage de l'invention Tous les alliages contiennent en outre 0,06 % de fer et 0,04 % de silicium, le complément étant constitué par l'aluminium et les impuretés éventuelles. Table 1-1: Composition of Alloys A to E Alloy Mg Mn Zr Sc Cr Ti A 4, 0 0.9 0.10 0.15 <0.002 <0.002 B * 4.0 0.9 0.10 0.15 < 0.002 0, 10 C * 4.0 0.9 0.18 0.15 0.10 0.10 D * 3.87 0.9 0.11 0.15 0.10 0.12 E 4.5 1 0 0.10 0.26 <0.002 <0.002 * Alloy of the invention All alloys additionally contain 0.06% iron and 0.04% silicon, the balance being aluminum and any impurities.
Les propriétés mécaniques et physiques disponibles des alliages A à E sont données dans le tableau 1-2 où figurent également, pour comparaison, des valeurs caractéristiques pour les alliages AA2024-T3 et AA6013-T6. Les alliages B, C et D sont des alliages de l'invention, alors que les alliages A et E servent d'alliages de référence. The available mechanical and physical properties of the alloys A to E are given in Table 1-2, which also includes, for comparison, characteristic values for alloys AA2024-T3 and AA6013-T6. Alloys B, C and D are alloys of the invention, while alloys A and E serve as reference alloys.
Tableau 1-2: Propriétés mécaniques et physiques Alliage LET (MPa) RRT (MPa) AR (%) MV (g/cm3) AA2024-T3 380 485 14 2,796 AA6013-T6 365 393 11 2, 768 A 346 420 10 B * 376 426 9,4 C* 393 439 7,66 2,655 D* 380 430 9 2, 645 E 310 385 12 * Alliage de l'invention Non mesurée LET: limite élastique en traction; RRT: résistance à la rupture en traction; 10 AR: allongement à la rupture; MV: masse volumique Propriétés mécaniques mesurées selon ASTM EM8, dans la direction L pour tous les échantillons Selon la présente invention, on ajoute du manganèse à l'alliage pour lui conférer des caractéristiques compétitives de résistance méca- nique. L'alliage de référence A, qui contient 0,9 % de manganèse, pré-sente une limite élastique en traction à peu près 12 % plus élevée que celle de l'alliage de référence E, qui ne contient que 0,1 % de manganèse. Cette limite élastique est encore améliorée dans les alliages de l'invention. L'alliage B, auquel on a délibérément ajouté 0,1 % de titane, présente une limite élastique en traction qui est à peu près 9 % plus élevée que celle de l'alliage de référence A, et à peu près 21 % plus élevée que celle de l'alliage de référence E. On peut parvenir à une valeur en-core meilleure de la limite élastique de l'alliage en y ajoutant conjointement du titane et du chrome, comme l'illustrent les alliages C et D. L'addition conjointe de chrome et de titane, en les proportions conformes à la présente invention, dans ces alliages C et D permet d'obtenir une augmentation de la limite élastique en traction, d'à peu près 14 % par rapport à celle de l'alliage de référence A, et d'à peu près 27 % par rapport à celle de l'alliage de référence E. Ces alliages C et D présentent non seulement des valeurs de limite élastique meilleures, mais aussi des valeurs de masse volumique plus faibles que les valeurs correspondantes des alliages bien connus AA2024 et AA6013. Table 1-2: Mechanical and Physical Properties LTE Alloy (MPa) RRT (MPa) AR (%) MV (g / cm3) AA2024-T3 380 485 14 2.796 AA6013-T6 365 393 11 2, 768 A 346 420 10 B * 376 426 9.4 C * 393 439 7.66 2.655 D * 380 430 9 2, 645 E 310 385 12 * Alloy of the invention Not measured LET: tensile yield strength; RRT: tensile strength; AR: elongation at break; MV: density Mechanical properties measured according to ASTM EM8, in the L direction for all samples According to the present invention, manganese is added to the alloy to impart to it competitive strength characteristics. Reference alloy A, which contains 0.9% manganese, exhibits a tensile yield strength approximately 12% higher than that of the reference alloy E, which contains only 0.1% of manganese. This elastic limit is further improved in the alloys of the invention. Alloy B, which has been intentionally added to 0.1% titanium, has a tensile yield strength that is about 9% higher than that of Reference A, and about 21% higher. than that of the reference alloy E. It is possible to achieve an even better value of the elastic limit of the alloy by jointly adding titanium and chromium, as illustrated by the alloys C and D. addition of chromium and titanium, in the proportions according to the present invention, in these alloys C and D makes it possible to obtain an increase in the tensile yield strength of about 14% compared to that of the reference alloy A, and about 27% relative to that of the reference alloy E. These alloys C and D have not only better elastic limit values, but also lower density values than the corresponding values of the well-known alloys AA2024 and AA6013.
On a en outre soumis les alliages A, C et E à des essais de corrosion, pour vérifier le principe de cette invention en ce qui concerne la résistance à la corrosion. Les compositions de ces alliages, en pourcentages pondéraux, sont indiquées à nouveau dans le tableau 1-3. In addition, alloys A, C and E were subjected to corrosion tests to verify the principle of this invention with respect to corrosion resistance. The compositions of these alloys, in percentages by weight, are indicated again in Table 1-3.
Tableau 1-3: Composition des alliages A, C et E Alliage Mg Mn Zr Sc Cr Ti A 4,0 0,9 0,10 0,15 < 0,002 < 0,002 C* 4,0 0,9 0,10 0,15 0,10 0,10 E 4,5 1,0 0,10 0,26 < 0,002 < 0,002 * Alliage de l'invention Tous les alliages contiennent en outre 0,06 % de fer et 0,04 % de silicium, le complément étant constitué par l'aluminium et les impuretés éventuelles. Table 1-3: Composition of Alloys A, C and E Alloy Mg Mn Zr Sc Cr Ti A 4.0 0.9 0.10 0.15 <0.002 <0.002 C * 4.0 0.9 0.10 0, 0.10 0.10 E 4.5 1.0 0.10 0.26 <0.002 <0.002 * Alloy of the Invention All alloys additionally contain 0.06% iron and 0.04% silicon, the balance being aluminum and any impurities.
La composition chimique des alliages A et E fait sortir ceux-ci du cadre de l'invention, alors que celle de l'alliage C entre bien dans ce cadre. The chemical composition of the alloys A and E removes them from the scope of the invention, whereas that of the alloy C fits well in this context.
On traite des lingots de ces trois alliages de la façon indiquée plus haut, excepté que le laminage final donne des plaques épaisses de 3 mm. On soude ensuite ces plaques et l'on évalue leur corrosion selon le test ASSET décrit dans la norme ASTM G66. Pour ces essais, on effectue les opérations de soudage au moyen d'un laser, avec une puissance de 4,5 kW et à la vitesse de 2 m/min, et en se servant d'un fil d'apport ER 5556. The ingots of these three alloys are treated as indicated above, except that the final rolling results in 3 mm thick plates. These plates are then welded and their corrosion is evaluated according to the ASSET test described in the ASTM G66 standard. For these tests, the welding operations are carried out using a laser, with a power of 4.5 kW and at a speed of 2 m / min, and using an ER 5556 filler wire.
Les résultats des essais de corrosion, concernant aussi bien les zones de soudure que le métal de base des plaques d'alliage, sont présentés dans le tableau 1-4. The results of the corrosion tests, concerning both the weld zones and the base metal of the alloy plates, are presented in Table 1-4.
Tableau 1-4: Essais de corrosion des alliages A, C et E Non Sensibilisé 7. 'oursà120 C sensibilisé 7jours à100 C Sensibilisé Alliage JS ZAC MB JS ZAC MB JS ZAC MB Table 1-4: Corrosion tests of alloys A, C and E Not Sensitized 7. 'at 1,20 C sensitized 7days at 100 C Sensitized Alloy JS ZAC MB JS ZAC MB JS ZAC MB
A N N N N N N N E-D PB-AA N N N N N D N E-D PB-A
C* N N N N N N N N PB-AC * N N N N N N N N PB-A
E N PB-B PB-B N PB-B PB-C N PB-B PB-C E N PB-B PB-B N PB-B PB-C N PB-B PB-C
* Alliage de l'invention JS: joint de soudure; ZAC; zone affectée par la chaleur; MB: métal de base N: pas de piqûres; PB-A: piqûres en petit nombre; PB-B: piqûres en nombre modéré ; PB-C: piqûres en grand nombre ED: exfoliation très importante Comme on peut le voir sur le tableau 1-4, l'alliage C, qui est un alliage de l'invention, se comporte mieux vis-àvis de la corrosion, au niveau des joints de soudure, des zones affectées par la chaleur et du métal de base, que les alliages A et E qui sont hors du cadre de l'invention. * Alloy of the invention JS: solder joint; ZAC; area affected by heat; MB: base metal N: no pitting; PB-A: small number of stings; PB-B: bites in moderate numbers; PB-C: pitting in large numbers ED: very important exfoliation As can be seen in Table 1-4, alloy C, which is an alloy of the invention, behaves better vis-à-vis corrosion, solder joints, heat-affected areas and base metal, than the alloys A and E which are outside the scope of the invention.
Grâce à cette invention, on peut donc proposer des alliages d'aluminium à faible densité, dotés de bonnes propriétés mécaniques associées à une bonne résistance à la corrosion. Les alliages de l'inven-tion sont donc de bons candidats en tant que matériaux pour des applications dans les transports, et en particulier dans le transport aérien. Thanks to this invention, we can therefore offer low density aluminum alloys, with good mechanical properties associated with good corrosion resistance. The alloys of inven-tion are therefore good candidates as materials for applications in transport, and in particular in air transport.
Exemple 2Example 2
A l'échelle du laboratoire, on coule des lingots d'alliages d'aluminium de série AA-5xxx, dont les compositions sont données, en pourcentages pondéraux, dans le tableau 2-1. On commence par chauffer les lingots, 1 heure à 410 C, puis 15 heures à 510 C. On lamine à chaud ces lingots, de manière à en réduire l'épaisseur de 80 à 8 mm, puis on les lamine à froid, et après un recuit intermédiaire, on réalise à froid un laminage final qui réduit de 40 % l'épaisseur des plaques et confère à celles-ci une épaisseur finale de 2 mm. On fait enfin subir à ces plaques un étirage à un taux de 1,5 %, puis un recuit de 30 minutes à 460 C. At the laboratory scale, aluminum alloy ingots of the AA-5xxx series, the compositions of which are given in percentages by weight, are cast in Table 2-1. The ingots are first heated at 410 ° C. for 1 hour and then at 510 ° C. for 15 hours. The ingots are hot-rolled to reduce their thickness from 80 to 8 mm, then they are cold rolled, and after an intermediate annealing is carried out cold final rolling which reduces by 40% the thickness of the plates and gives them a final thickness of 2 mm. These plates are finally subjected to stretching at a rate of 1.5% and then a 30 minute annealing at 460 C.
Tableau 2-1: Composition des alliages A à F Alliage Mg Mn Zn Zr Cr Ti A 5, 3 0,58 0,61 0,10 < 0,01 < 0,01 B* 5,4 0,60 0,61 0,10 0,11 0,04 C* 5, 3 0,59 0,61 0,10 < 0,01 0,10 D* 5,3 0,61 0,62 0,10 0,11 0,11 E* 5,3 0, 57 0,61 < 0,01 0,10 0,10 F 5,3 0,60 0,60 < 0,01 0,10 < 0,01 * Alliage de l'invention Tous les alliages contiennent en outre 0,06 % de fer et 0,04 % de silicium, le complément étant constitué par l'aluminium et les impuretés éventuelles. Table 2-1: Composition of Alloys A to F Alloy Mg Mn Zn Zr Cr Ti A 5, 3 0.58 0.61 0.10 <0.01 <0.01 B * 5.4 0.60 0.61 0.10 0.11 0.04 C * 5, 3 0.59 0.61 0.10 <0.01 0.10 D * 5.3 0.61 0.62 0.10 0.11 0.11 E * 5.3 0, 57 0.61 <0.01 0.10 0.10 F 5.3 0.60 0.60 <0.01 0.10 <0.01 * Alloy of the invention All Alloys also contain 0.06% iron and 0.04% silicon, the balance being aluminum and any impurities.
Les résultats des essais mécaniques auxquels ont été soumis ces alliages sont présentés dans le tableau 2-2. The results of the mechanical tests to which these alloys were subjected are shown in Table 2-2.
Tableau 2-2: Propriétés mécaniques Alliage LET (MPa) RRT (MPa) AR (%) A 165 316 24 B* 169 329 23 C* 168 326 22 D* 187 340 22 E* 183 331 21 F 157 322 24 * Alliage de l'invention LET: limite élastique en traction; RRT: résistance à la rupture en traction; 10 AR: allongement à la rupture Propriétés mécaniques mesurées selon ASTM EM8, dans la direction L pour tous les échantillons D'après le tableau 2-2, l'alliage de référence A, dans lequel on a mis uniquement 0,1 % de zirconium, est à peu près 5 % plus résistant que l'alliage de référence F, dans lequel on a mis uniquement 0,1 % de chrome. Quand on compare aux performances des alliages A et F celles de l'alliage B, dans lequel on a mis 0,1 % de chrome et 0,1 % de zirconium ainsi que du titane en une proportion plus faible, on constate chez ce dernier une légère augmentation de la limite élastique, et il en est de même dans le cas de l'alliage C où l'on n'a mis que du zirconium et du titane et pas de chrome. Mais quand il y a, comme dans l'alliage E, du chrome associé à du titane, la limite élastique de l'alliage est accrue de 11 à 13 % par rapport à l'alliage A et de 17 à 19 % par rapport à l'alliage F. Et dans le cas où l'on a mis à la fois de ces trois éléments dans l'alliage, c'est-à-dire dans le cas de l'alliage D, on constate que la limite élastique est encore un peu plus élevée que celle de l'alliage E. On a fait subir aussi aux alliages du tableau 2-1 des essais de corrosion après sensibilisation (test ASSET décrit dans la norme ASTM G66), dont les résultats sont présentés dans le tableau 2-3. Table 2-2: Mechanical properties LTE alloy (MPa) RRT (MPa) AR (%) A 165 316 24 B * 169 329 23 C * 168 326 22 D * 187 340 22 E * 183 331 21 F 157 322 24 * Alloy of the invention LET: elastic limit in tension; RRT: tensile strength; 10 AR: elongation at break Mechanical properties measured according to ASTM EM8, in the L direction for all samples According to Table 2-2, the reference alloy A, in which only 0.1% of zirconium was is about 5% stronger than the reference alloy F, in which only 0.1% chromium was used. When compared to the performances of the alloys A and F, those of the alloy B, in which 0.1% of chromium and 0.1% of zirconium and titanium have been put in a smaller proportion, it is found in the latter. a slight increase of the elastic limit, and it is the same in the case of the alloy C where we put only zirconium and titanium and no chromium. But when there is, as in alloy E, chromium associated with titanium, the elastic limit of the alloy is increased from 11 to 13% relative to alloy A and from 17 to 19% compared to alloy F. And in the case where we put both of these three elements in the alloy, that is to say in the case of the alloy D, it is found that the elastic limit is still slightly higher than that of alloy E. Alloys in Table 2-1 were also subjected to corrosion tests after sensitization (ASSET test described in ASTM G66), the results of which are shown in the table. 2-3.
Tableau 2-3: Essais de corrosion Alliage Métal de base, sensibilisé 7 jours à 100 C Table 2-3: Corrosion tests Alloy Base metal, sensitized 7 days at 100 ° C
A PB-A B* NA PB-A B * N
C* PB-A D* NC * PB-A D * N
NNOT
F NF N
* Alliage de l'invention N: pas de piqûres; PB-A: piqûres en petit nombre Comme l'indique le tableau 2-3, le choix des éléments mis dans l'alliage influence également le comportement de l'alliage vis-à-vis de la corrosion. Chez les alliages A et C où l'on n'a pas mis de chrome, on constate quelques piqûres après l'essai de corrosion. Mais chez les alliages B, D, E et F qui contiennent du chrome, on ne constate aucune attaque appréciable. * Alloy of the invention N: no punctures; PB-A: Pitting in small numbers As shown in Table 2-3, the choice of elements in the alloy also influences the behavior of the alloy vis-à-vis corrosion. In alloys A and C where no chromium has been applied, some pitting occurs after the corrosion test. But in the alloys B, D, E and F which contain chromium, no appreciable attack is observed.
Exemple 3Example 3
Cet exemple concerne des alliages d'aluminium de série AA-5xxx, dont les compositions sont données, en pourcentages pondéraux, dans le tableau 3-1. Les alliages A à F ont des compositions semblables à celles des alliages A à F présentés dans l'exemple 2, mais ils ont subi un traitement différent. Dans le tableau 3-1 figure aussi leur teneur en scandium. A l'échelle du laboratoire, on coule des lingots des alliages présentés dans le tableau 3-1. On commence par chauffer les lingots, 1 heure à 450 C, puis on les lamine à chaud, à la température de ce pré-chauffage, de manière à en réduire l'épaisseur de 80 à 8 mm. On lamine ensuite à froid les plaques ainsi obtenues, et après un recuit intermédiaire, on réalise à froid un laminage final qui réduit de 40 % l'épaisseur des plaques et leur confère une épaisseur finale de 2 mm. On fait enfin subir à ces plaques un étirage à un taux de 1,5 %, puis un recuit de 2 heures à 325 C. This example relates to AA-5xxx series aluminum alloys, the compositions of which are given in percentages by weight in Table 3-1. Alloys A to F have compositions similar to those of alloys A to F shown in Example 2, but have undergone a different treatment. Table 3-1 also shows their scandium content. At the laboratory scale, alloy ingots are cast in Table 3-1. The ingots are first heated for 1 hour at 450 ° C. and then hot-rolled at the temperature of this pre-heating so as to reduce the thickness of it from 80 to 8 mm. The plates thus obtained are then cold-rolled, and after an intermediate annealing, a final rolling is carried out cold, which reduces the thickness of the plates by 40% and gives them a final thickness of 2 mm. These plates are finally subjected to a stretching at a rate of 1.5% and then an annealing for 2 hours at 325.degree.
Tableau 3-1: Composition des alliages A à G Alliage Mg Mn Zn Zr Cr Ti Sc A 5,3 0,58 0,61 0,10 < 0,01 < 0,01 < 0,005 B* 5,4 0,60 0,61 0,10 0,11 0,04 < 0,005 C* 5,3 0,59 0,61 0,10 < 0,01 0,10 < 0,005 D* 5, 3 0,61 0,62 0,10 0,11 0,11 < 0,005 E* 5,3 0,57 0,61 < 0,01 0,10 0, 10 < 0,005 F 5,3 0,60 0,60 < 0,01 0,10 < 0,01 < 0,005 G* 5,2 0,91 0,60 0,10 0,10 0,11 0,15 * Alliage de l'invention Tous les alliages contiennent en outre 0,06 % de fer et 0,04 % de silicium, le complément étant constitué par l'aluminium et les impuretés éventuelles. Table 3-1: Composition of Alloys A to G Alloy Mg Mn Zn Zr Cr Ti Sc A 5.3 0.58 0.61 0.10 <0.01 <0.01 <0.005 B * 5.4 0.60 0.61 0.10 0.11 0.04 <0.005 C * 5.3 0.59 0.61 0.10 <0.01 0.10 <0.005 D * 5.30 0.61 0.62 0, 0.11 0.11 <0.005 E * 5.3 0.57 0.61 <0.01 0.10 0, 10 <0.005 F 5.3 0.60 0.60 <0.01 0.10 < 0.01 <0.005 G * 5.2 0.91 0.60 0.10 0.10 0.11 0.15 * Alloy of the invention All alloys additionally contain 0.06% iron and 0.04 % silicon, the balance being aluminum and any impurities.
Tableau 3-2: Propriétés mécaniques Alliage LET (MPa) RRT (MPa) AR (%) A175 318 25 B * 220 344 22 C* 195 335 21 D* 275 373 16 E* 249 362 20 F 200 322 22 G* 390 461 9 * Alliage de l'invention LET: limite élastique en traction; RRT: résistance à la rupture en traction; AR: allongement à la rupture Propriétés mécaniques mesurées selon ASTM EM8, dans la direction L pour tous les échantillons Dans le tableau 3-2 sont indiquées les caractéristiques mécaniques des alliages A A G. Dans cet exemple, les alliages A et F servent d'alliages de référence. Table 3-2: Mechanical properties LTE alloy (MPa) RRT (MPa) AR (%) A175 318 25 B * 220 344 22 C * 195 335 21 D * 275 373 16 E * 249 362 20 F 200 322 22 G * 390 461 9 * Alloy of the invention LET: elastic limit in tension; RRT: tensile strength; AR: elongation at break Measured mechanical properties according to ASTM EM8, in the L direction for all samples Table 3-2 shows the mechanical characteristics of AA alloys G. In this example, alloys A and F serve as alloys reference.
D'après le tableau 3-2, la limite élastique de l'alliage de réfé-rence F, dans lequel on a mis 0,10 % de chrome, est à peu près 14 % plus élevée que celle de l'alliage de référence A, qui contient 0,10 % de zirconium. Ceci peut sembler en contradiction avec l'exemple 2, où l'on a vu que l'alliage A présente une limite élastique plus élevée que celle de l'alliage F. On pense que cette différence est liée à la tempéra- ture à laquelle on effectue le préchauffage avant le laminage à chaud, car il se forme, au cours de ce préchauffage, des dispersoïdes qui peu-vent affecter les caractéristiques mécaniques du produit final. From Table 3-2, the yield strength of reference alloy F, in which 0.10% chromium has been applied, is approximately 14% higher than that of the reference alloy. A, which contains 0.10% zirconium. This may seem at odds with Example 2, where it has been seen that alloy A has a higher elastic limit than that of alloy F. It is believed that this difference is related to the temperature at which the preheating is carried out before the hot rolling, because it forms, during this preheating, dispersoids that can affect the mechanical characteristics of the final product.
Quand on effectue le préchauffage à haute température, comme dans l'exemple 2, l'alliage A, qui contient uniquement 0,1 % de zirco- nium, se comporte un peu mieux que l'alliage F, qui contient unique-ment 0,1 % de chrome. Mais quand on réalise le préchauffage à température plus basse, l'alliage F qui contient du chrome donne de meilleurs résultats que l'alliage A qui contient uniquement du zirconium. Les données présentées dans le tableau 3-2 montrent aussi que, qu'on asso- cie au chrome du titane, dans l'alliage E, du ziconium, dans l'alliage B, ou à la fois du titane et du zirconium, dans l'alliage D, on constate que la résistance de ces alliages est notablement améliorée, par rapport aux alliages de référence A et F. Dans l'exemple 2, on avait déjà constaté cette augmentation de la résistance des alliages D et E par rapport aux alliages de référence A et F, mais les valeurs atteintes dans l'exemple 3 sont beaucoup plus élevées. Ceci résulte du fait qu'on a effectué le préchauffage, avant le laminage à chaud, à une température plus basse. When preheating at high temperature, as in Example 2, alloy A, which contains only 0.1% zirconium, behaves slightly better than alloy F, which contains only 0%. , 1% chromium. But when preheating is performed at a lower temperature, the alloy F which contains chromium gives better results than the alloy A which contains only zirconium. The data presented in Table 3-2 also show that chromium is associated with titanium, alloy E, ziconium, alloy B, or both titanium and zirconium. alloy D, it is found that the strength of these alloys is significantly improved, compared to the reference alloys A and F. In Example 2, this increase in resistance of the alloys D and E had already been observed with respect to Reference alloys A and F, but the values reached in Example 3 are much higher. This results from the fact that preheating was performed before hot rolling at a lower temperature.
Mais c'est avec l'alliage G, qui contient des quatre principaux éléments formateurs de dispersoïdes, à savoir du manganèse, du chro- me, du titane et du zirconium, et où l'on a rajouté du scandium que l'on atteint les valeurs de résistance mécanique les plus élevées. C'est ainsi qu'on obtient une limite élastique de 390 MPa, qui dépasse ce qu'on obtient pour n'importe lequel des autres alliages mentionnés dans les exemples 2 et 3. But it is with the alloy G, which contains the four main dispersoid-forming elements, namely manganese, chromium, titanium and zirconium, and where scandium has been added. the highest strength values. Thus, a yield strength of 390 MPa is obtained, which exceeds that obtained for any of the other alloys mentioned in Examples 2 and 3.
On a pleinement décrit l'invention dans ce qui précède, mais l'homme du métier reconnaîtra que l'on peut y apporter de nombreuses modifications et variantes sans sortir du cadre de l'invention. The invention has been fully described in the foregoing, but those skilled in the art will recognize that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the invention.
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