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"Alliages"
L'invention concerne des alliages à base de magnésium et a pour objet un nouvel alliage à base de magnésium con- tenant du lithium et du zinc comme principaux métaux d'al- liage. Plus particulièrement, l'invention consiste dans un alliage à base de magnésium contenant de 1,% à la % de li- thium et de 0,5% à 11 % de zinc, le complément étant sensi- blement en totalité du magnésium, caractérisé par des pro- priétés physiques exceptionnelles, qui se manifestent dans une large mesure par un faible poids spécifique, une forte ductilité et une résistance à la traction satisfaisante.
Certains de ces alliages sont aussi susceptibles de subir un traitement thermique.
On a constaté que le sodium exerce une action nuisi- ble accentuée sur les alliages à base de magnésium contenant du lithium et que son élimination ou sa réduction aux limites
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inférieures acceptables font acquérir à l'alliage des pro- priétés supérieures.
Dans son acception plus complète et choisie de préfé- rence, l'invention consiste dans un alliage à base de magné- sium, ayant la composition précitée, exempt ou à peu près complètement exempt de sodium, ne contenant de préférence pas plus de 0,1 % de sodium. Il peut contenir aussi les traces ordinaires des autres éléments généralement associés avec le magnésium, le lithium et le zinc à titre d'impuretés.
Les alliages binaires de magnésium et de lithium sont caractérisés par une ductilité satisfaisante qui augmente avec le pourcentage en lithium. Mais cet avantage s'accom- pagne d'une diminution de la résistance à la traction. On a constaté que l'addition de zinc aux alliages binaires de magnésium et de lithium exerce une action très efficace au point de vue de l'augmentation de la résistance de l'alliage.
En faisant varier la teneur en lithium et en zinc on peut obtenir un grand nombre de combinaisons de la résistance à la traction et de la ductilité. Un minimum d'environ 0,5% de zinc est nécessaire pour obtenir l'augmentation voulue de la résistance à la traction, même si la teneur en lithium a sa valeur minimum. On peut ajouter des quantités croissantes de zinc jusqu'à 11% environ, en particulier lorsque la teneur en lithium est voisine de sa valeur maximum, par exemple, d'environ 10% Avec cette dernière combinaison, on obtient un alliage très ductile à l'état de refoulement sous pression, mais qui peut subir un traitement thermique augmentant notablement sa dureté.
Les alliages de magnésium, lithium et zinc, suivant l'invention, possèdent de nombreuses caractéristiques impor- tantes. Leur ductilité est grande, leur module d'élasticité est élevé, et leurs propriétés de déformation à froid sont très satisfaisantes. Il est extrêmement remarquable que ces
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propriétés peu habituelles soient obtenues avec un alliage qui est plus léger même que le magnésium, car son poids spécifique est voisin de 1,65 La limite élastique à la compression des alliages suivant l'invention est égale ou supérieure à leur limite élastique à la traction.
De plus, leurs propriétés de laminage à chaud et de refoulement sous pression sont excellentes, et plusieurs d'entre eux peuvent être laminés à froid dans une mesure de 60 %,après laminage à. chaud, sans qu'il soit nécessaire de leur faire subir aucun autre traitement thermique.
Les nouveaux alliages 'conviennent non seulement à la fabrication des pièces de forge, mais encore à celle des pièces moulées. Les procédés ordinaires de coulée en matrice, de coulée dans des moules permanents, ou de coulée en sable, peuvent être utilisés.
Les nouveaux alliages suivant l'invention peuvent être préparés par un procédé de fusion quelconque ordinaire, en prenant des précautions pour éviter de les souiller par , une proportion excessive de sodium. Par exemple, on peut fondre le magnésium dans un creuset en fer, à l'aide d'un flux approprié, et y ajouter ensuite le zinc et le lithium pour empêcher le lithium de s'oxyder d'une manière excessive pendant la formation de l'alliage, il convient de faire usage d'un dispositif maintenant le lithium léger au-dessous de la surface du métal fondu. On peut employer une coupelle renversée en acier perforé, telle qu'une coupelle de phos- phoration ou un dispositif analogue/à cet effet.
La forma- nant tion de l'alliage peut s'effectuer à une température d'en- viron 704 à 780 C Après avoir agité vigoureusement le métal pour assurer son homogénéité, on le laisse reposer à une température suffisante pour le maintenir à l'état liquide, puis on le,décante dans des moules. Une température de coulée appropriée est voisine par exemple de 7150C. L'alliage peut
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être coulé directement dans des moules permanents, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une atmosphère neutre ou réduc- trice. On peut surveiller la teneur en sodium en choisissant des matières premières d'une pureté appropriée, et en opé- /l'affinage rant/dans des conditions les empêchant de se souiller.
Pour éviter avec certitude la présence de quantités nuisibles de sodium, on prépare de préférence ces alliages de la manière décrite dans la demande de brevet déposée le 17 juin 1946 , intitulée "Procédé de traitement des al- liages de magnésium"
Suivant les indications de cette demande de brevet, on obtient des résultats satisfaisants avec un flux se compo- sant d'une partie de fluorure de lithium, et de trois par- ties de chlorure de lithium. Ce flux sert à réduire la teneur en sodium et en potassium de l'alliage. On peut aussi traiter l'alliage en faisant barboter dans le bain un gaz, tel que l'azote ou l'ammoniaque, pour diminuer la teneur en sodium.
Les tableaux suivants donnent des exemples de la compo- sition des alliages suivant l'invention. Le tableau 1 indique les propriétés physiques des alliages refoulés à chaud sous pression. Le tableau II indique les propriétés physiques des alliages refoulés à chaud sous pression et les résultats donnés par un traitement thermique qui consiste à chauffer les alliages à 15 C pendant 8 heures, et à las tremper dans l'eau.
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Tableau 1
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<tb> Pourcentages <SEP> Allon- <SEP> Strie- <SEP> Limite <SEP> Résistan-,
<tb>
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gement tion élaat ce a. la Nos Mg Li¯¯¯1w¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯- o gue 2ruptur Nos Mg Li 0n kg#rkg/a'-
EMI5.3
<tb> 1 <SEP> 94, <SEP> 08 <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP> 2 <SEP> 26,7 <SEP> 55, <SEP> 4 <SEP> 13, <SEP> 78 <SEP> 21,79
<tb> 2 <SEP> 92,16 <SEP> 3,84 <SEP> 4 <SEP> 26,2 <SEP> 49,9 <SEP> 15,11 <SEP> 24,11
<tb> 3 <SEP> 86,40 <SEP> 3,60 <SEP> 10 <SEP> 21,2 <SEP> 32,6 <SEP> 18,42 <SEP> 27,98
<tb>
EMI5.4
4 gaz &10 9,@ 4 36,4 66,7 17, 08 20,95
EMI5.5
<tb> 5 <SEP> 80,10 <SEP> 9,90 <SEP> 10 <SEP> 41,0 <SEP> 52,2 <SEP> 15,39 <SEP> 21,37
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 85,40 <SEP> 10,60 <SEP> 4 <SEP> 44,5 <SEP> 62,3 <SEP> 15,46 <SEP> 19,05
<tb>
EMI5.6
7 9# Qù 1"o'G 4 24,j0 35, 8 14,76 24, 85 8 92, 1,.0Q 7 2otG 31,4 16,51 38,19 9 90,00 3,QO 7 2NO 40 18,
65 28,
EMI5.7
<tb> 10 <SEP> 89,00 <SEP> 4,,QQ <SEP> 7 <SEP> 21, <SEP> 6 <SEP> 37,4 <SEP> 17,08 <SEP> 26,15
<tb>
Tableau II
Dureté
Rock- Bri- well nell
E
EMI5.8
la 87YO0 9t<VQ 4 68 56, 5 32eQ 58,e 15,60 22,68 b 76 64, 5 24O 46#9 18,91 23, 69
EMI5.9
<tb> 2a <SEP> 81,6 <SEP> 8,4 <SEP> 10 <SEP> 75 <SEP> 63,4 <SEP> 21,0 <SEP> 30,0 <SEP> 22,70 <SEP> 25,80
<tb>
<tb> b <SEP> 91 <SEP> 86,3 <SEP> 28,40 <SEP> 32,05
<tb>
EMI5.10
3a 81,0010)00 9 80 69,2 2790 bzz 21,93 26, 36
EMI5.11
<tb> b <SEP> 102 <SEP> 111,3 <SEP> 26,15
<tb>
EMI5.12
4a 83,7 9,3 7 79 680 29*t 51*0 20,3 26,02
EMI5.13
<tb> b <SEP> 97 <SEP> 99,0 <SEP> 3,0 <SEP> 7,0 <SEP> 31,70 <SEP> 3t6,55
<tb>
a - à l'état de refoulement sous -pression b - solution traitée à 316 0 pendant 8 heures.
Les nouveaux alliages sont particulièrement utiles lorsqu'il est important que le poids soit faible et la rigidité forte, et en général conviennent non seulement parfaitement aux applications dans lesquelles on a fait usage jusqu'à présent des alliages à base de magnésium, mais encore à de nombreuses autres applications auxquelles les alliages antérieurs ne convenaient pas, à cause de leur résistance à la traction trop faible ou de leur duc- tilité insuffisante. En raison de leur grande ductilité
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et de leurs excellentes propriétés d'écrouissage à froid, ces alliages conviennent également d'une manière particulière à la fabrication des rivets posés à froid, et pièces ana- logues.
Résumé
Alliage à base de magnésium caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons :
1) Il contient du lithium en proportion ne dépassant pas 12 % du zinc en proportion ne dépassant pas 11 %, le complément étant sensiblement en totalité du magnésium.
2) La teneur en lithium est comprise entre 1 et 12 % la teneur en zinc entre 0,5 et 11 % la teneur en sodium ne dépasse pas 0,1 %.
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