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"Perfectionnements apportés aux alliages aluminium-magné- sium coulés".
La présente invention se rapporte aux alliages à base d'aluminium renfermant des quantités appréciables de magnésium.
L'objet de l'invention réside plus particulièrement dans l'élimination ou la forte réduction de la formation de criques dues à des tensions internes dans des alliages coulés à base d'aluminium renfermant de 6 à 14 % de magnésium.
Les alliages à base d'aluminium renfermant du magnésium en quantités comprises entre les limites spécifiées ci-dessus,sont , venus récemment élargir d'une manière importante le domaine d'alliages d'aluminium du commerce.De tels alliages peuvent également renfermer certaines quantités d'autres métaux destinés à modifier ou améliorer certaines propriétés des alliages aluminiummagnésium.Ces autres métaux sont,par ex.le manganèse,le chrome, l'antimoine, le calcium,
le cuivre ou le zinc.La présente invention est applicable aux alliages aluminium-magnésium fondus
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renfermant des additions de ces éléments et d'autres.L'invention comprend un traitement thermique spécial qui réduit ou élimine la tendance à la formation de criques dues à des tensions internes inhérente aux alliages aluminium-magnésium coulés de la catégorie indiquée ci-dessus,lesquels sont soumis à des tensions internes intermittentes ou continues.Cette tendance apparaît dans les alliages aluminium-magnésium coulés que d'autres éléments soient présents du absents.
Le phénomène connu sous le nom de formation de criques dues à des tensions internes se produit lorsque les alliages sont soumis à des tensions internes qui peuvent être d'origine interne ou externe.Plus les conditions de corrosion sont sévères,plus apparente est la tendance à la formation de criques dues à des tensions internes.Tandis que dans le cas de fortes tensions internes et/ou d'une forte corrosion,la méthode peut ne pas suffire à supprimer entièrement la possibilité de la formation de crique s,elle augmente fortement la durée de service de l'alliage,et dans certaines conditions,
peut la rendre pratiquement per- manente.Le phénomène entier de corrosion de rétraction et de formation de criques dues à des tensions internes n'est pas encore entièrement compris.Mais la connaissance des causes fondamentales n'est pas nécessaire pour la compréhension du moyen par lequel la tendance à la formation de criques dues à des tensions internes est pratiquement éliminée ou notablement réduite.
Les investigations et l'examen des pièces coulées traitées conformément aux préceptes de l'invention,donnent à penser que la formation des criques dues à des tensions internes est influencée par les conditions de structure existant au sein de l'alliage.Des pièces coulées en alliages aluminium-magnésium contenant de 6 à 14 % de magnésium,chauffées et vieillies d'une manière connue antérieurement à la présente invention,sont susceptibles de former des criques dues à des tensions internes.
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C'est pourquoi, alors qu'au point de vue des propriétés physi- .ques il est hautement désirable que ces alliages subissent un traitement thermique,un tel traitement n'est pas entièrement avantageux. Des expériences ont montré que la structure résistant mieux à la formation de criques dues à des tensions internes se distingue par une espèce de précipitation homogène du constituant dissous de la solution solide sursaturée,tandis que le genre de structure que l'on constatait jusqu'à présent après les traitements connus de cette espèce,était caractêri- sé par une structure que l'on pouvait appeler une précipita- tion préférentielle dans laquelle la précipitation avait une tendance à apparaître aux confias des grains.
Le traitement thermique qui permet d'atteindre ce but comprend un nombre d'opérations dont certaines peuvent être quelque peu modifiées dans leurs applications pratiques tout en restant similaires quant à leurs nature et fonction,En résumé,la pièce coulée en alliage aluminium-magnésium contenant des quantités considérables de magsésium est d'abord chauffée jusqu'à une température à laquelle une fraction importante du constituant magnésium se trouve en solution liquide, mais qui est en dessous de la température de l'eutectique le plus fusible de l'alliage.
La pièce est maintenue à cette température pendant un temps variant, par ex.entre 10 et 40 heures environ, de manière à obtenir un effet de solution considérable.La pièce est ensuite refroidie jusqu'à un point situé entre cette température et la température ordinaire ou ambiante et,de préférence.maintenue pendant un certain temps limité à ce point de @ tempéra- ture,Elle est ensuite refroidie jusqu'à la température ambiante.
Ce dernier stade de refroidissement peut être réalisé de toute manière appropriée, bien que suivant l'invention on donnera la préférence à l'immersion dans l'eau,car des essais ont montré que ce procédé améliore généralement les propriétés de l'alliage.
Des expériences effectuées pour déterminer la durée pendant
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laquelle il.convient de maintenir la température de solution, ont donné des résultats variables allant jusqu'à environ 200 heures, mais dans les cas usuels et avec des pièces de section ordinaire coulées dans le sable,une période comprise entre environ 10 et 40 heures donne entièrement satisfaction.Une heure ou plus suffit souvent pour des pièces coulées en coquilles.
Si le constituant soluble est d'une finesse peu commune ou bien d'une rare grosseur,cette période peut être respectivement raccourcie ou allongée de manière à atteindre pratiquement l'équilibre à la température de solution.Pour des alliages aluminium-magnésium renfermant environ de 6 à 14 % de magnésium.,cette température peut se trouver au voisinage d'environ 775 à 8250F.
Après le traitement par solution,la méthode préférée com- prend,pour les pièces coulées des dimensions importantes,le refroidissement de la pièce au four jusqu'à une température voisine d'environ 700 à 750 Pela trempe à l'huile de la pièce jusqu'à une température comprise entre environ 200 et 250 8,son maintien à cette température pendant une courte période variante par exemple,entre environ 5 minutes et 1 heure, et ensuite son refroidissement jusqu'à la température ambiante.
Une autre méthode,dont l'efficacité fut prouvée,consiste essentiellement à soumettre la pièce coulée à un traitement par solution,comme indiqué ci-dessus,à la soumettre ensuite à un refroidissement contrôlé en la plongeant dans de l'air chauffé à une température variant entre environ 200 et 3500 F, à la maintenir à cette température pendant une courte période et à la refroidir ensuite jusqu'à la température ambiante.
Il résulte de ce qui précède que les caractéristiques essentielles de l'invention résident dans les opérations suivantes:
1 ) un traitement de solution ou à haute température;
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2 ) un refroidissement contrôlé ou interrompu depuis la température de solution jusqu'à une température plus basse mais, cependant,supérieure à la température ambiante (deux opérations intermédiaires de cette espèce ont donné un résultat excellent à l'usage);
3 ) un refroidissement jusqu'à la température ambiante.On constatera que dans les deux méthodes précédemment citées,la trempe dans l'huile jusqu'à un point intermédiaire agit de la même manière que le refroidissement au four et la trempe dans l'air, les deux méthodes donnant une structure convenant particulièrement bien pour résister à la corrosion en relation avec les tensions internes et à la formation des criques dues à ces tensions internes.Chacune de ces méthodes sert à illustrer le principe général d'un stade de refroidissement intermédiaire contrôlé.
outre son effet très favorable sur la formation de criques dues à des tensions internes,l'invention améliore considérablement les autres propriétés des alliages et est applicable aux alliages d'aluminium coulés contenant environ de 6 à 14 % de magnésium.Les alliages rangés dans cette série,mais contenant environ de 9 à 11 % de magnésium, constituent par excellence une catégorie à laquelle l'invention contribue très efficacement à empêcher la formation des criques dues à des tensions internes et à améliorer d'autres propriétés mécaniques.pour autant que les expériences aient pu le déterminer,cet effet avantageux persiste même en présence de différents autres constituants de l'alliage.
Aprèr avoir été soumis au traitement thermique décrit cidessus,l'alliage peut être soumis à un vieillissement spontané à la température ambiante ou bien à un 'traitement de vieillissement à une température quelque peu supérieure à ectte dernière.
Le terme "alliage aluminium-magnésium"tel qu'il est employé dans les revendiaations ci-annexées, signifie un alliage conte-
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nant plus de 50 % d'aluminium et renfermant du magnésium dans les proportions indiquées dans ces revendications,et la désigna-
EMI6.1
tion "alliage aluminium-magnésium" comprend des proportions moin- dres d'autres constituants alliés,dont la présence ne modifie en rien l'effet favorable de l'invention.
REVENDICATIONS.
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1. Une méthode pour empêcher la formation de criques dues à des tensions internes dans un alliage aluminium-magnésium renfermant environ de 6 à 14 % de magnésium, caractérisée en ce qu'elle consiste à chauffer l'alliage à une température et pendant un temps suffisant pour provoquer le passage de la majeure partie des éléments solubles en solution solide, à soumettre ensuite cet alliage à un refroidissement contrôlé jusqu'à une température intermédiaire supérieure à la température ambiante, à maintenir cette température intermédiaire pendant une courte péri, de et à refroidir finalement l'alliage jusqu'à la température ambiante.