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"Utilisation d'alliages d'aluminium pouvant être trempés, pour la confection d'éléments de construction subissant des déforma- tions différentes"
L'invention est relative à l'utilisation d'alliages d'aluminium pouvant être trempés, pour la confection d'éléments de construction subissant des déformations différentes., qui doivent posséder des propriétés de résistance de haute valeur' et aussi régulières que possible.
L'invention concerne des alliages d'alwninium pouvant être trempés, contenant 3,5-4,5% de cuivre, 0,9 - 1,5 % de magné- sium, 0,6- 1,4 % de manganèse, 0,8- 1,4 %. de silicium, la
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res.tant étant de l'aluminium, ainsi que du fer coruàia impureté.
Au point de vue de leur composition, ces alliages rentrent dans la classe des alliages d'aluminium connus, qui peuvent être trem- pés et qui sont caractérisés par des propriétés de résistance ae
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haute valeur.
Il est eoruiu que ces alliages aCll1.Üèrel"lt leurs propriétés de forte résistance par le fait qu'ils sont réchauffés
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à environ 500 C. pendant une durée d'un quart ,}.'heure juxgu'a plusieurs heures, suivant la demi-produit traité, et sont ensuite saisis et emmagasinés à la température du local. Dans le but
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d'améliorer certaines qualités mécaniques, on égalou8!1t..lH'Ol)OlH3 d'opérer la trempe à une température un peu plus élevée, allant jusqu'à environ 200 C.
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Il est également connu que par la trempe à teupémture plus élevée, on obtient des limitas d'étirage ou élasbiquea très élevées pour des alliages ayant une teneur en silicium qui
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est plus forte que celle qui est nécessaire pour la foruabion de la combinaison ljg2si.
Il existe aussi des publications concernant la coopéra- tion de la déformation a froid et la troupe È;, teupémture ordi- naire et à température plus élevée. Dans cet ordre d'idées, on a déjà fait une série de propositions et préconisé des procédés
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qui permettent d'obtenir des propriétés do valeur iJarticuliÈoreLl81lt intéressante dans l'un ou l'autre sens.
Au cours d'essais systéMatiques concernant l'influence de certains constituants des alliages sur los effets produits sur les propriétés de résistance, par la déforJJ1ation à froid et la trempe à température élevée, on a constaté, entre autres, que dans les alliages d'aluminium -cuivre - Magnésium, une dé- formation préalable à froid ne produit un renforcement de la trempe lors de la trempe à chaud subséquente, que dans le cas où les alliages possèdent une teneur élevée en magnésium et en
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manganèse. Par ailleurs, les valeurs de la limite élastique et de la résistance à la traction lors de la trempe, à chaud étaient d'autant plus élevées que le degré d'étirage préalable était plus élevé.
L'invention est basée. sur la constatation que la teneur en silicium présente une importance essentielle pour laa coopéra- tion du renforcement par la déformation à froid et par la. trempe à température élevée.
Il est connu en soi que la teneur en silicium d'alliages d'aluminium - cuivre - magnésium produit une augmentation ex- traordinaire de la résistance, mais spécialement de la. limite élastique,- par la trempe à température élevée. Est toutefois parfaitement nouvelle et inattendue, la constatation, faite au cours d'essais à grande échelle, que notamment pour une forte teneur en silicium, une déformation à froid opérée avant la trempe à température élevée, diminue d'autant plus la, valeur du renforcement de trempe, que la déformation à froid était plus importante.
C'est à ce fait surprenant qu'il faut attribuer que, lors de la trempe à température élevée, des alliages ayant la composition indiquée ci-dessus, possèdent à peu près les mêmes propriétés de résistance, indépendamment du degré d'étirage préalable. Est également surprenante, la constatation que ces valeurs sont obtenues pour à peu près les mêmes temps de recuit, et qu'au moins, pour un même temps de recuit, elles ne diffèrent pas autant que pour des alliages qui ont une plus faible teneur en silicium, mais possèdent sinon la mène composition.
Pour ces raisons, l'invention prévoit que des alliages d'aluminium pouvant être trempés et contenant
3,5 - 4,5 % de cuivre,
0,9 - 1,5 % de magnésium,
0,6 1,4 % de manganèse, 0,8 - 1,4 % de silicium, du fer comme impureté, le reste étant de l'aluminium., qui sontdéformés à froid après avoir subi un réchauffage de 'dissolution à des
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températures d'environ 5000C, un saisissement et un e,.a;
sirme à la température du local, et qui sont, après la. défonmtion, recuits à des températures entre 13Uw1.7UoG., pendant 8 jours à 2 heures, sont utilisés pour la confection el' éléEl811ts cie cons- truction (lui subissent des déf OrLa ti ons à froid différentes ctvant le recuit et qui doivent présenter des propriétés de rÓuidtb.nC8, non seulement de haute valeur, mis avant tout a.uJsi régulières que possible.
On doit choisir, dans les lildi teu indiquées, une teneur en silicium d'autant plus élevée que la teneur en 1,iw.ànésium est plus élevée, mais dépassant d'au 1110ins 0,2% la teneur
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en silicium qui est nécessaire pour la. formation de la combinaison
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14g2Si .
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Pour des tôles en un alliage d'aluminium contenant environ
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4,E de cuivre, 1,0% de manganèse, 1,0Oio de Magnésium, 1,2% de silicium, 0,25% de fer corrme impureté, le reste étant de l'almji-
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nium, on a par exemple obtenu, après réchauffage de dissolution,
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saisissement et emmagasinage, pour des défcréations correspon- dant à un degré d'étirage d'environ 0 - 10;6, et après un recuit de 20 heures . à 16oaC., les caractéristiques ricaiiiciues ci-a1.)rè s :
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Caractéristiques 0-10% de défor- 0-lOÍ6 de défor- mécaniques. nation à froid, malien à froid, 16CPC, 20 heures. non recuit. limite élastique 2 (0,2% d'allonga- 43-47 kglmn 28-42 1/t.m" 0,l%É d'allon,- 43-47 ke/nz 22-42 1Q/1.zA"
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<tb> ment <SEP> permanent)
<tb>
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résistance 46-51 " 44-50 Il allongement 8..12% 10-20 ivo
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La comparaison avec les valeurs trouvées Lvarlt le recuit, Four les mêmes déformations et avec le riêrie llà.,e, r:xantre c{ua l'action du traitement de recuit sur la régularisation ctea caractéristiques riiécaniquE3s.
Pour des tôles en un alli.ge qui avait d'abord été trewpé à la températura ambiante et contenant environ 4,G,,b' de cuivre, 1,,V* de magnésium, 1,aÍ de manganèse, 1,Z1 de silicium, O,25'Î do fer, le reste étant de l'aluminium, on a obtenu, alir'es J.lforL1a- -"
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@
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tion à froid de, 0-10% et recuit de 30 heures à. 16000., les caractéristiques mécaniques cinaprès :
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earactéristiques 0-10µéo de déforma- o-1g% de déformation
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<tb> mécaniques, <SEP> tion <SEP> à <SEP> froid <SEP> à <SEP> froid,
<tb>
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recuit 1600C. non recuit.
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯30 heures. limite élastique
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<tb> (0,2% <SEP> d'allonge- <SEP> 43-47 <SEP> kg/mm2 <SEP> 28-42Kg/mm2
<tb>
<tb> ment <SEP> ,permanent)
<tb>
<tb> résistance <SEP> 47-50 <SEP> " <SEP> 44-50 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> allongement <SEP> 6-10% <SEP> 9-19 <SEP> % <SEP>
<tb>
Dans ce cas, la comparaison des chiffras montre de nouveau combien est forte l'influence du recuit sur la régularisation des caractéristiques mécaniques. Dans les deux cas, elle est très nette pour la Imite élastique, ainsi que pour l'allonge-
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ment. Il en résulte également 1 )'augrllentatian extraordinairement forte de la limite élastique.
Par contre, les alliages ayant la. même composition, mais possédant toutefois une teneur en silicium qui est inférieure ou égale à celle qui est nécessaire pour la formation de la combi- nais on Mg2Si, ne se comportent pas comme les alliages suivant 1''invention.
Ainsi, par exemple,, des tôles en un alliage de 4,0%
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de cuivre, 1,O}b de magnésium, 1,0% de manganèse, t,6 da silicium, 0,25% de fer comme impureté, le reste étant de l'aluminium, lequel alliage avait subi une déformation à froid de 0-le après
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réchauffage de dissolution, saisissement et eroRiagasinagj&, pré- sentaient les caractéristiques suivantes, après recuit de 31/2 jours
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à 160c,donc malgré un temps de recuit sensiblement plus long :
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<tb> Caractéristiques <SEP> 0-10% <SEP> de <SEP> déformation
<tb>
<tb> mécaniques. <SEP> à <SEP> froid, <SEP> jours.
<tb>
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recuit 16000 - ai jours.. ¯¯¯¯¯
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<tb> limite <SEP> élastique
<tb> (0,2% <SEP> d'allongé-
<tb>
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ment permanent) 59 49 Kgrru,
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<tb> résistance <SEP> 46-51 <SEP> "
<tb>
<tb> allongement <SEP> 71-12%
<tb>
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Pour des tôles formées d'un autre alliage, contenant 4,0% de cuivre, 1,4% de magnésium, 1,0% de manganèse, 0,8% de sili-
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cium, 0,25Yo de fer comme impureté, le reste étant de Paluwlniw, lequel alliage avait subi une déformation à froid de U-l0iô, après récbauffage de dissolution, saisissement et eIiLJ8.gasinage, on a obtenu, aussi seulement après 3 jours de recuit à 160 C.,
les valeurs suivantes :
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<tb> Caractéristiques <SEP> 0-10% <SEP> de <SEP> déformation <SEP> à <SEP> froid,
<tb> mécaniques, <SEP> recuit <SEP> .5 <SEP> jours <SEP> - <SEP> 1600 <SEP> C.
<tb>
<tb> limite <SEP> élastique <SEP> (0,2%
<tb>
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d'allongement permanent) 38"46 Kg/mm2 résistance 44-50 " allongerl1ent à-11% Lorsqu'on prend une teneur en silicium encore plus faible,
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les différences engendrées par la déf onction à froid sont encore maintenues dans une plus forte mesure dans la troupe à chaud subséquente.
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Il a maintenait été constaté que la. ciéforl118.tlon deb alliages ayant déjà été emmagasinés pendant un certain temps, exige une dépense d'énergie importante et ne peut pas être poussée aussi loin que pour des alliages, qui subissent une déformation à. froid immédiatement après le réchauffage de dissolution et le saisissement.
On a égalaient fait la constation surprenante que les propriétés de résistance de haute valeur et avant tout régu-
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lières, sont également présentées, après le recuit, par l' éiéi.ieiit de construction ayant subi des déformations à froid différentes,
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lorsque la déformation à froid est opérée iu'uédiatement après le saisissement, donc sans que l'élément ait reposé pendant un
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temps complet d'etmagasinage à la température ambiante.
Pour ces motifs, l'invention prévoit que des alliages d'aluminium pouvant être trempés et contenant
3,5 - 4,5 % de cuivre,
0,9 - 1,5 % de magnésium,
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0,6 - 1,4% de manganese,
0,8 - 1,4% de silicium, du fer comme impureté, le reste étant de l'aluminium, qui sont déformés à froid immédiatement après le réchauffage de dissolution à des températures d'environ. 500 C.
et la saisisse- ment, et qui sont, après la déformation et éventuellement 1'en- magasinage à la température ambiante, recuits à des températures entre 130 - 170 C., pendant 8 jours à 2 heures,, sont utilisés pour la confection d'éléments de construction qui subissent des déformations à froid différentes, avant la recuit, et qui doivent posséder des propriétés de résistance, non seulement de haute valeur, mais avant tout aussi régulières que possibles
Ainsi, par exemple,.
on a trouvé les valeurs ci-après pour des tôles en un alliage d'aluminium contenant environ 4,0% de cuivre, 1,3% de magnésium, 1,2% de manganèse, 1,2% de silicium, 0,15% de fer, le reste étant de l'aluminium, qui ont été déformés à froid de 0 - 10% immédiatement après le réchauffage de disso- lution, emmagasinés pendant plusieurs jours et ensuite recuits pendant 20 heures à 160 C:
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<tb> Limite <SEP> élastique <SEP> (0,2%
<tb>
<tb>
<tb> d'allongement <SEP> permanent) <SEP> 42-46 <SEP> Kg/mm2
<tb>
<tb>
<tb> résistance <SEP> 46-49 <SEP> Kg/mm2
<tb>
<tb>
<tb> allongement <SEP> 6-10%
<tb>
On obtient donc ainsi la même régularité des valeurs que pour des tôles qui avaient encore été emmagasinées avant la déformation à froid;
pour celles-ci également, il ne se produisait, pour le même allongement, qu'une variation de 4 Kg/mm2 de la. limite élastique, et seulement de 3 Kg/mm2 pour la résistance, tandis que dans les parties de tôle qui furent, seulement déformées à froid et non recuites, les différences de la limite élastique et de la résistance atteignent respectivement 14 et 6 Kg/mm2 et
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celles de l'allongement 10%.
Jusqu'à présent, on n'a pas appliqué la fabrication, par déformation à froid, d'éléments de construction à l'alue des alliages d'aluminium conformas à l'invention, en raison des plus grandes difficultés de fabrication résultant des quantités rela- tivement grandes de métaux d'audition. Par contre, l'invention fixe l'attention sur une propriété de grande valeur de ces alliages, qui fait apparaître l'utilité de leur utilisation pour la confection de pièces qui doivent posséder des propriétés de résistance de haute valeur et, avant tout, aussi régulières que possible.
REVENDICATIONS.
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1 - L'utilisation d'alliages d'aluminium pouvant être trempés et contenant :
3,5 - 4,5 % de cuivre,
0, 9 - 1,5 % de magnésium,
0,6 - 1,4 % de manganèse,
0,8 - 1,4 % de silicium, du f er comme impureté, le reste étant de l'aluminium, - qui sont déformés à froid après le réchauffage de dissolution à des températures d'environ 5000C, saisissement et emmagasinage à la température ambiante, et qui sont, après la déformation, recuits à des températures entre 130 - 170 C.
pendant 8 jours à 2 heures, - pour la confection d'éléments de construction qui subissent des déformations à froid différentes, avant le recuit, et qui doivent posséder des propriétés de résistance, non seule- ment de haute valeur, mais avant tout, aussi régulières que possible.