BE1014517A3 - Procede de determination de la teneur en magnesium dans des alliages a base d'aluminium en fusion. - Google Patents
Procede de determination de la teneur en magnesium dans des alliages a base d'aluminium en fusion. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procÚdÚ pour dÚterminer la teneur en magnÚsium d'alliage Ó base d'alluminium en fusion par analyse thermique en dÚterminant, sur une courbe de refroidissement, la tempÚrature eutectique et en remplaþant la tempÚrature eutectique ci-dessus dans la formule Mg = {(577 - TE)/4,4} X Si /12,5.
Description
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PROCEDE DE DETERMINATION DE LA TENEUR EN MAGNESIUM DANS
DES ALLIAGES A BASE D'ALUMINIUM EN FUSION
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de détermination de la teneur en magnésium d'alliages à base d'aluminium en fusion et plus particulièrement un procédé pour mesurer la teneur en magnésium d'un alliage d'aluminium de type Al-Si.
La teneur en magnésium de l'aluminium en fusion, en particulier des alliages à base d'aluminium en fusion de type Al-Si, a une grande influence sur la résistance des produits réalisés à l'aide d'alliages à base d'aluminium.
Un alliage à base d'aluminium contenant de l'aluminium à concurrence de 7% et du silicium à concurrence de 0,3%, que l'on utilise habituellement pour fabriquer des tôles minces en aluminium, contient du magnésium en fusion à concurrence d'environ 0,3% en poids. La résistance à la traction de l'alliage à base
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d'aluminium indiqué ci-dessus s'élève à environ 28 kg/mm2; lorsqu'on réduit la teneur en magnésium jusqu'à environ 0,1% en poids, la résistance à la traction manifestée par cet alliage à base d'aluminium diminue jusqu'à une valeur d'environ 15 kg/mm2.
La composition chimique des alliages conventionnels à base d'aluminium est normalisée en se référant aux normes JIS, ASTM, AISI, SAE, BC, DIN, VDEh, NF, EN et ISO, et une analyse de la composition accompagne les alliages. Lorsque l'alliage est porté à fusion, la teneur de la composition chimique à l'exception du magnésium (Mg) ne se modifie pas ; le magnésium en fusion flotte à la surface de l'alliage à base d'aluminium en fusion et subit en définitive une oxydation, si bien que la quantité de magnésium dans l'alliage diminue.
Habituellement, dans le but d'empêcher la diminution de la teneur en magnésium de l'alliage en aluminium, on ajoute du magnésium à l'alliage en fusion à base d'aluminium.
Toutefois, pour ce faire, il est nécessaire de mesurer la teneur en magnésium de l'alliage en fusion à base d'aluminium avant la coulée. L'application d'une analyse chimique du spectre d'émission dans le but de mesurer la teneur en magnésium de l'alliage à base d'aluminium est très coûteuse et requiert des opérations compliquées.
Ainsi, au vu des inconvénients susmentionnés, l'objet principal de la présente invention est de procurer un procédé simple de détermination de la
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teneur en magnésium d'alliages en fusion à base d'aluminium.
L'autre objet de l'invention est de procurer un procédé pour mesurer la teneur en magnésium d'un alliage en aluminium dans le but d'empêcher la détérioration de la qualité des produits réalisés à l'aide d'alliages à base d'aluminium avant la coulée.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Dans le but d'atteindre les objets susmentionnés, un procédé pour déterminer la teneur en magnésium d'un alliage en fusion à base d'aluminium selon la présente invention comprend les étapes consistant à : l'analyse thermique de l'alliage en fusion pour obtenir une courbe de refroidissement ; la température eutectique de l'alliage en fusion à partir de la courbe de refroidissement obtenue et déterminer la teneur en magnésium de l'alliage en fusion à base d'aluminium en utilisant une équation préparée à l'avance.
Conformément à la présente invention, on verse l'alliage en fusion à base d'aluminium dans un récipient d'échantillonnage que l'on utilise habituellement pour mesurer une courbe de refroidissement dans l'analyse thermique.
On peut ajouter dans le récipient, à titre d'additif, une petite quantité, par exemple d'environ 0,2 pour cent en poids, de phosphore (P) et/ou de soufre (S).
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En outre, on peut utiliser à titre d'additifs des alliages de Cu-P, de Al-Cu-P et de Zn-S ou encore des mélanges de ces alliages.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
On décrira un procédé de la présente invention en se référant à une forme de réalisation et aux dessins dans lesquels: la FIGURE 1 représente un diagramme d'équilibre d'un alliage de Al-Si; et la FIGURE 2 représente la teneur en Si et en Mg, ainsi que la température eutectique de chacun des échantillons soumis à l'essai par le procédé selon la présente invention.
Il est déjà connu dans la technique que la température eutectique d'un alliage de Al-Si s'élève à 577 C, comme indiqué en FIGURE 1. Toutefois, dans un état de non-équilibre, la température eutectique dépend de la quantité des cristaux eutectiques dans l'alliage en fusion à base d'aluminium.
Les cristaux eutectiques dans l'alliage en fusion à base d'aluminium sont fournis par Al-P ou par Al-S dont la quantité est similaire à celle du silicate (Si) qui se solidifie à la température eutectique.
La quantité de Al-P ou de Al-S dans l'alliage en fusion à base d'aluminium n'est pas suffisante pour donner lieu à une congélation allant jusqu'à la solidification d'équilibre. En conséquence, la température d'équilibre du Al-P ou du Al-S est inférieure à la température représentée dans le diagramme d'équilibre même si ces alliages à base
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d'aluminium se trouvent à l'état de superrefroidissement, étant donné que, bien que la température eutectique de ces alliages soit liée à la teneur en cristaux eutectiques, elle n'est pas liée à la quantité de la composition chimique. En conséquence, il est très difficile de mesurer la teneur en magnésium des alliages à base d'aluminium indiqués ci-dessus à partir de leur température eutectique.
A la lumière de ce qui précède, conformément à la présente invention, on ajoute une quantité suffisante de phosphore (P) ou de soufre (S) à l'alliage en fusion à base d'aluminium, si bien que la température eutectique de l'alliage en fusion peut être liée à sa teneur en magnésium.
Le poids atomique du phosphore (P = 30,9736) est très proche du poids atomique du soufre (S = 32,06); par conséquent, la quantité de P ou de S à ajouter dans l'alliage en fusion à base d'aluminium peut être égale.
On se référera à un exemple dans lequel on ajoute du phosphore (P) aux alliages en fusion à base d'aluminium.
En règle générale, lors de la coulée d'alliage à base d'aluminium, on ajoute une petite quantité, par exemple de 30 à 100 ppm, de sodium (Na) à l'alliage en fusion à base d'aluminium dans le but de minimiser la structure donnant lieu à une modification. Si l'on ajoute du sodium à l'alliage en fusion à base d'aluminium pour obtenir un alliage de type Al-P, au début, le phosphore réagit avec le sodium (Na) et du Al-P se décompose, si bien que l'on risque de perdre la matière cristalline eutectique.
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Conformément à la présente invention, en considérant le poids atomique du phosphore (P) et du sodium (Na), respectivement, on ajoute à l'alliage en fusion à base d'aluminium la quantité de phosphore correspondant à au moins trois (3) fois la quantité de sodium, c'est-à-dire 300 ppm de phosphore.
Lorsqu'une quantité suffisante de cristal eutectique est présente dans l'alliage en fusion à base d'aluminium, la température eutectique de l'alliage en fusion est liée à la quantité de magnésium et on la calculera à partir de l'équation expérimentale ciaprès :
Mg = {(577 - TE)/4,4} x Si/12,5 dans laquelle 577 représente 577 C, à savoir la température eutectique (TE) de l'alliage de Al-Si lorsque la teneur en Mg est égale à zéro; (577 - TE) représente la différence de température entre la température eutectique et la température eutectique réellement mesurée.
Le coefficient de 12,5 représente la composition de l'alliage de Al-Si au point eutectique.
EXPERIENCE
On combine un alliage constitué par du Al-Si à concurrence de 99,9% et du Mg à titre d'échantillon dans lequel on modifie la teneur en Si dans le domaine de 2 à 12,5% et on modifie la teneur en Mg dans le domaine de 0,1 à 1%, et on mesure les teneurs en Si et en Mg, ainsi que la température eutectique de chacun
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des échantillons combinés. Les résultats sont représentés en FIGURE 2.
Comme on peut le voir en FIGURE 2, lorsque la température eutectique (TE) s'élève à 577 C, la teneur en magnésium (Mg) s'élève à 0%, et lorsque la température s'élève à 572,6 C, la teneur en Mg s'élève à 1%.
Claims (4)
- REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la teneur en magnésium d'un alliage à base d'aluminium en fusion, comprenant les étapes consistant à: verser un alliage à base d'aluminium en fusion dans un récipient d'échantillonnage à utiliser pour l'analyse thermique dans le but d'obtenir une courbe de refroidissement dudit alliage; confirmer la température eutectique dudit alliage en fusion ; remplacer ladite température eutectique dans la formule Mg = {(577 - TE)/4,4} x Si/12,5.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajoute du phosphore audit récipient d'échantillonnage.
- 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajoute du soufre audit récipient d'échantillonnage.
- 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajoute un mélange de phosphore et de soufre audit récipient d'échantillonnage.
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