Mise en solution et vieillissement : Alliages légers

De nombreux alliages légers  usinées ou moulés peuvent être rendus plus résistants par un traitement de mise en solution et de vieillissement via de nombreux revenus différents.

Avantages

Les propriétés mécaniques des composants d’alliage traitables thermiquement peuvent être optimisées par la sélection d’une solution et d’une séquence de processus de vieillissement appropriées. Pour certains alliages, la résistance à la corrosion peut, par exemple, être améliorée aux dépens de la résistance en soi, et vice-versa.

En fonction de l’alliage et de la section transversale au moment du traitement de mise en solution, diverses méthodes de refroidissement peuvent être utilisées pour réduire la déformation.

Applications

Les alliages travaillés des séries 2XXX (Al-Cu), 6XXX (Al-Mg-Si), 7XXX (Al-Zn-Mg-Cr) et 8XXX (Al-Li) et les alliages coulés des séries 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) et 7XX (Al-Zn) peuvent soumis à un traitement de mise en solution et de vieillissement.

Les revenus finaux des types T4X, T5X, T6X et T7X peuvent être obtenus en tant que fonction d’alliage uniquement par traitement thermique. Les revenus T3X et T8X peuvent être obtenus en utilisant une combinaison de traitement thermique et thermomécanique, tels que l’étirement ou la compression de formes simple entre un traitement de mise en solution et de vieillissement.

Les alliages travaillés et revenus les plus fréquents sont 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. Les alliages moulés les plus fréquents sont A201-T7, A206-T7, C355-T6, A356-T6, A357-T6.

Processus

Le traitement de mise en solution s’effectue généralement entre 450 et 575 °C (842 et 1067 °F) dans l’air, suivi par une trempe rapide dans de l’eau froide, chaude ou bouillante (revenu -T61), une solution eau-polymère (glycol), une pulvérisation d’eau ou de l’air pulsé. Le vieillissement naturel du revenu T4 se produit à température ambiante pour les alliages 2XXX, 6XXX, 2XX et 3XX, et la plupart atteignent un revenu stable après 96 heures. Le vieillissement artificiel entre 93 et 245 °C (199 et 473 °F) est utilisé pour obtenir les revenus T6 et T7X.

Immédiatement après la trempe suivant un traitement de mise en solution, tous les alliages sont relativement doux et peuvent être modérément formés ou redressés si l’opération est effectuée dans les deux heures. Ces alliages sont durcis naturellement par vieillissement à température ambiante, et leur dureté augmente progressivement avec le temps, suite à la trempe. Si nécessaire, on peut empêcher cette réaction par traitement cryogénique en dessous de 0 °C (32 °F) pour former ou redresser le matériau plus de deux heures après la trempe. Un refroidissement en dessous d’environ -23 °C (-10 °F) minimum est requis pour maintenir le revenu de trempe pendant des durées de stockage prolongées, au-delà de quelques jours.

Pour une aptitude au formage optimale avant le traitement de mise en solution et de vieillissement, ces alliages doivent être complètement recuits afin d’obtenir une trempe extradouce en les chauffant entre 400 et 425 °C (752 et 797 °F), puis être refroidis lentement (28 °C ou 50 °F par heure ou plus lentement) jusqu’à une température inférieure à 235 °C (455 °F), formés, et enfin soumis à un traitement de mise en solution et de vieillissement.