CH156509A - Alliage d'aluminium. - Google Patents

Description

      Alliage        d'aluminium.       Il est bien     connu    que certains alliages bi  naires d'aluminium et d'un autre corps, dont  la composition correspond à l'eutectique  des deux constituants, possèdent des caracté  ristiques de fonderie     particulièrement    inté  ressantes.

   Dans ces alliages, en effet, il  n'existe pas d'intervalle entre le     solidus    et le       liquidus    et la solidification s'effectue en un  point unique correspondant à une     tempéra-          'Lure    bien déterminée; il en résulte que le mé  tal, restant complètement fluide jusqu'au  moment de sa     solidification,    remplit plus par  faitement les moules dans lesquels il est coulé  qu'un alliage passant par un état pâteux in  termédiaire.  



  Si les alliages correspondant à ces com  positions présentent en outre un retrait rela  tivement faible, on peut obtenir des pièces  coulées     parfaitement    saines et exemptes de  porosité et dans lesquelles la formation de    criques au refroidissement est réduite au mi  nimum. Ces alliages sont particulièrement in  téressants pour la coulée d'éléments de fai  bles épaisseurs ou de pièces compliquées com  portant une alternance de sections minces et  épaisses qu'il' serait impossible de réaliser  avec d'autres alliages. Les alliages binaires,  bien connus, d'aluminium et de silicium con  tenant environ 13 % de silicium, sont dans ce  cas; ils possèdent en outre des caractéristi  ques mécaniques et en particulier une charge  de rupture relativement élevées.  



  La demanderesse a fait une étude systé  matique d'alliages plus complexes que les  précédents, contenant plusieurs éléments en  proportions convenables dans le but d'obte  nir des alliages présentant en totalité ou en  partie les facilités de coulée des alliages     eu-          tectiques    binaires d'aluminium et de silicium      et possédant en outre des caractéristiques mé  caniques et en particulier une charge de rup  ture et une résistance aux essais de fatigue  plus élevées.  



  Ces recherches ont abouti à la création  d'une série d'alliages légers d'aluminium  dont les compositions limites résultent des  observations suivantes:  <B>10</B> Les diagrammes des alliages binaires       Al-Cu,        Al-Mg2Si,        Al-Si,    Al-Mn, Al-Fe,  Al-Ni, montrent qu'en dessous de la limite de  solubilité, l'intervalle de solidification dimi  nue avec les teneurs des métaux d'addition.  



  20 Les alliages contenant le composé dé  fini     Mg'Si    avec un léger     excès    de silicium,  sont ceux qui permettent d'obtenir le durcis  sement maximum par le traitement thermi  que le plus simple et le plus facile.  



  <B>30</B> Une addition de titane aux alliages       Al-Cu,    dans la proportion de 0,25 à 0,5%,  agit non seulement comme désoxydant, mais  comme constituant.     Son    action est particuliè  rement intéressante sur les moulages coulés  en sable, en ce qu'il réduit la cristallisation  grossière qui se forme normalement et permet  ainsi leur amélioration totale par simple trai  tement     thermique.     



  Les     nombreux    essais effectués ont amené  la demanderesse à ne     conserver,    comme élé  ments     d'addition    à l'aluminium, que le cui  vre, le manganèse,     Mg2Si,    le silicium et le  titane, les teneurs de ces substances dans l'al  liage selon l'invention étant comprises dans  les     limites    suivantes  
EMI0002.0014     
  
    Cu <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 4,5
<tb>  Mn <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1,3
<tb>  Mg'Si <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 1,8 <SEP> %
<tb>  Ti <SEP> 0,2.5 <SEP> à <SEP> 0,5
<tb>  Si <SEP> en <SEP> excès <SEP> 0,25 <SEP> à <SEP> 0,50%       Le fer n'entre dans ces alliages qu'à l'état  d'impureté et dans les proportions où il  existe, sous cet état, dans l'aluminium.

   L'en  richissement en fer, qui peut être déterminé  par les opérations de fonderie et en particu-    lier par la coulée en coquille, ne modifie pas  sensiblement les caractéristiques de fonderie  de ces alliages: son influence est d'augmenter  leur fragilité.  



  Tous les alliages     compris    dans ces limites  présentent un intérêt particulier, mais pour  réunir dans un même alliage la charge de  rupture maximum, la fragilité minimum, la  résistance aux chocs répétés la plus élevée,       etc.;    on est conduit à réduire les maxima des  éléments d'addition.  



  A titre d'exemple, on peut citer particu  lièrement l'alliage dont la composition centé  simale est la suivante:  
EMI0002.0017     
  
    Cu <SEP> 1,5
<tb>  Mn <SEP> 0,8
<tb>  Mg'Si <SEP> <B>1,58%</B>
<tb>  Si <SEP> libre <SEP> <B>0,25%</B>
<tb>  Ti <SEP> 0,35       Sans présenter un point de solidification  unique,     cet    alliage possède un intervalle de  solidification très réduit: cette caractéristique  est mise en évidence par le diagramme de  solidification ci-joint, dans lequel les abs  cisses désignent les températures en degrés  centigrades et les ordonnées désignent les  temps en centièmes de minute pour une baisse  de 5   C de température; A désigne le début  et B la fin de la solidification.

   Ce diagramme  montre qu'il existe un écart de température  de 35   C environ entre le     liquidus    et le     so-          lidus.        L'utilisation    en fonderie d'alliages  ainsi définis, présentant un intervalle de so  lidification très réduit, permet d'envisager la  suppression des refroidisseurs et dans tous les  cas d'en réduire     considérablement    le nombre  et l'importance. Le retrait de solidification  est en outre plus faible que celui de la plu  part des alliages employés en fonderie; il se       prête    parfaitement à la coulée de pièces dé  licates et est susceptible d'acquérir par trai  tement thermique des caractéristiques éle  vées.

   La valeur de ces     caractéristiques,    ainsi  que les traitements recommandés, sont indi  qués dans le tableau suivant:    
EMI0003.0001     
  
    Dureté, <SEP> Charge <SEP> de
<tb>  Etat <SEP> de <SEP> l'alliage <SEP> rupture <SEP> A <SEP>  /o
<tb>  Brinell <SEP> en <SEP> kg/mm2
<tb>  10 <SEP> Brut <SEP> de <SEP> coulée
<tb>  60 <SEP> 15 <SEP> 3;

  5 <SEP> à <SEP> 4
<tb>  2  <SEP> Après <SEP> chauffage <SEP> <B>à <SEP> 525</B> <SEP> e <SEP> C
<tb>  pendant <SEP> 5 <SEP> heures <SEP> suivi
<tb>  d'une <SEP> trempe <SEP> à <SEP> l'eau <SEP> 65 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 5,5
<tb>  3  <SEP> Après <SEP> traitement <SEP> comme
<tb>  en <SEP> 2  <SEP> suivi <SEP> d'un <SEP> vieillisse  ment <SEP> de <SEP> 4 <SEP> jours <SEP> à <SEP> la
<tb>  température <SEP> ambiante <SEP> 90 <SEP> 25 <SEP> 4,5 <SEP> à <SEP> 5
<tb>  i
<tb>  4  <SEP> Après <SEP> traitement <SEP> comme
<tb>  en <SEP> 2  <SEP> suivi <SEP> d'un <SEP> revenu
<tb>  de <SEP> 9 <SEP> heures <SEP> à <SEP> 150  <SEP> C <SEP> 98 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> 28 <SEP> 3,5 <SEP> à <SEP> 4

Claims (1)

1. REVENDICATION Alliage d'aluminium comportant du cui vre, du manganèse, le composé MgZSi, du si licium libre et du titane, caractérisé en ce que la proportion de chaque élément étranger ajouté .à l'aluminium est inférieure à celle correspondant au maximum de solubilité de cet élément dans sa combinaison binaire avec l'aluminium, prise individuellement, les te neurs étant de 1 à 4,5 % pour le cuivre, de 0,5 à 1,3 % pour le manganèse, de 1 à 1,8 pour le Mg2Si, de 0,25 à<B>0,50%</B> pour le sili cium en excès, et de 0,25 à 0,50% pour le ti tane.

   SOUS-REVENDICATION Alliage suivant la revendication, renfer mant environ 1,5 % de cuivre, 0,8 % de man ganèse, 1,58% de Mg2Si, 0,25% de silicium libre et 0;35 % de titane, et présentant en même temps une grande facilité de coulée, une grande simplicité de traitement thermi que et des caractéristiques mécaniques avan tageuses à la traction et aux chocs répétés.