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Evaluation of inclusions and oxides in the Al-SI alloys using prefil technique

Habibi, Nasser January 2002 (has links) (PDF)
Le présent travail a été entrepris afin d'étudier le rôle des principaux paramètres du métal en fusion couramment appliqués dans les fonderies d'aluminium, tels que l'affinage de grain et la modification au strontium, de même que l'effet des éléments alliés mineurs sur la formation d'inclusion dans trois alliages Al-Si primaires largement utilisés, notamment A356, A319 et 4104, utilisant la technique Prefil (Pressure Filtration). L'appareil Prefil est l'une des techniques les plus récentes utilisées pour déterminer la propreté du métal en fusion des alliages de fonderie. En faisant passer environ 2.5 kg de métal en fusion à travers un filtre sous pression (10 psi), les inclusions/films sont concentrés dans la région au-dessus du filtre (les dimensions des pores peuvent varier de 0 à 123 um). Après le test, le métal solidifié au-dessus du filtre est sectionné, monté et poli pour fins d'examen métallographique. Puisque la qualité du métal en fusion est un aspect essentiel de la qualité des produits finis des fonderies et des centres de coulées, il est important que les classes mondiales d'opérations établissent des normes de mesure de la qualité du métal. Depuis des dizaines d'années et aujourd'hui encore, la propreté du métal a été largement supervisée en utilisant l'analyse métallographique des échantillons solidifiés. Ces échantillons peuvent être ou ne pas être filtrés. Une série de quatre-vingt neuf expériences a été conduite (utilisant une charge de 25 kg de matériel d'alliage frais à chaque expérience). La chambre de pression et le creuset de filtration de l'appareil Prefil sont chauffés à environ 300-350°C, afin de réduire la perte de chaleur lors du transfert du métal liquide du creuset de métal en fusion jusqu'au creuset de filtration. Aussi, la température de filtration devrait être suffisamment élevée de façon à éviter que ne se produise une sédimentation des inclusions dans la louche lors du transfert. Des échantillons Prefil contenant la partie de métal non filtrée (environ 5 mm d'épaisseur) en contact avec le filtre, ont été sectionnée, montée sur du Bakélite et polis pour fins d'examen métallographique. Les échantillons polis ont été examinés au microscope optique afin d'identifier les inclusions obtenues dans chaque cas. Le comptage des inclusions a été effectué utilisant la méthode du maillage. Les types et concentrations d'inclusions de même que les films d'oxyde produits dans ces alliages avant coulée ont été déterminés. Il appert que les principales inclusions dans ces alliages sont AI4C3, MgO et MgAl2O4 et des oxydes dispersés. La génération de films d'oxydes - associée avec l'usage de l'agitation mécanique pour dissoudre l'affineur de grain et/ou les additions de modificateur au métal en fusion - peut être évitée en utilisant le dégazage. Les résultats du Prefil démontrent qu'un temps de maintien prolongé et l'agitation du métal jouent un rôle significatif en augmentant la quantité d'inclusions dans le métal en fusion. Le dégazage utilisant de l'argon sec injecté au métal liquide à travers une roue motrice (vitesse 160 rpm) semble être la meilleure technique pour l'enlèvement des inclusions. Dans le cas des additions d'affineur de grain, le traitement de dégazage tend à augmenter la quantité d'inclusions de TiB2.
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Effet du magnésium, des traitements thermiques et de la porosité sur les propriétés mécaniques de traction et de fatigue de l'alliage sous pression A380.1

Morin, Sébastien January 2002 (has links) (PDF)
L'alliage A38O.1, un alliage d'aluminium-silicium-cuivre-magnésium (série 300), est produit à partir de rebuts d'aluminium et mis en forme sous pression. Cet alliage qui est particulièrement utilisé dans le domaine automobile peut subir des traitements thermiques pour obtenir une combinaison optimale de résistance et de ductilité. La composition chimique, la procédure observée lors de la fusion du métal, la technique de mise en forme, les défauts et le type de traitement thermique déterminent les propriétés mécaniques de cet alliage. Comme l'alliage A380.1 est obtenu à partir de métal recyclé, il contient une quantité variable de plusieurs éléments. Afin d'obtenir la composition souhaitable pour chacun de ces éléments, différents procédés coûteux et souvent dommageables pour l'environnement, tel le nettoyage au chlore, sont utilisés. Pour contrer ce problème de pollution, un moyen efficace pour éviter tous ces procédés serait certainement le bienvenu. Le magnésium est un des éléments dont la proportion moyenne doit être inférieure ou égale à 0,10 % pour répondre aux normes de l'industrie nord-américaine. Toutefois certaines études ont démontré qu'une quantité supérieure de magnésium influençait peu les caractéristiques mécaniques de l'alliage sauf peut-être celle de la ductilité. Donc, en justifiant l'augmentation du titre en magnésium dans cet alliage, on pourrait éviter l'application de traitements malsains tant sur le plan économique qu'environnemental. L'objectif de ce travail est de déterminer l'impact sur les propriétés mécaniques de posséder une proportion en magnésium supérieure au taux standard nord-américain de 0,10 % pour l'alliage A380.1. Des taux respectifs de 0,10 %, 0,30 % et de 0,50 % en magnésium sont utilisés pour constater l'effet sur les principales propriétés mécaniques à savoir: la limite élastique, la limite ultime et le pourcentage d'allongement à la rupture. Une grande partie de la recherche est également axée sur l'effet de cet élément (magnésium) sur la résistance en fatigue dudit alliage. Cette section comprend aussi l'analyse du rôle des défauts de surface (joint du moule) et des défauts internes (porosité) sur la résistance. Les propriétés mécaniques de traction sont analysées dans le but d'optimiser les traitements thermiques T6 (mise en solution, trempe et vieillissement artificiel) et T7 (mise en solution, trempe et survieillissement). Par la suite, l'influence de plusieurs paramètres est évaluée au moyen d'essais de traction et de la micrographie optique. La résistance en fatigue est observée en faisant des essais en flexion rotative. Une fois de plus, cette étude est réalisée dans le but d'optimiser les traitements T6 et T7 de même que pour vérifier l'effet des défauts de surface et des défauts internes. Pour examiner la contribution de ces défauts de même que pour les quantifier, des fractographies prises à l'aide d'un microscope électronique à balayage sont utilisées. Autant pour la traction que pour la fatigue, les paramètres qui nous intéressent plus spécialement sont: l'addition de magnésium, la température et le temps de vieillissement. De plus, pour la fatigue uniquement, la porosité est ciblée. En ce qui concerne les résultats, on peut affirmer notamment qu'un taux de 0,3 % de magnésium ne les altère pas, ni en traction ni en fatigue, et qu'un taux de 0,5 % de magnésium entraîne la formation de phases complexes sujettes à la fusion instantanée. De plus, on note que les propriétés de traction fluctuent selon les zones de Guinier-Preston apparues lors des traitements thermiques tandis que celles de fatigue diminuent au fur et à mesure que le taux de magnésium augmente.
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Étude de l'adhérence de la glace sur des solides à caractère glaciophobe

Laforte, Caroline January 2001 (has links) (PDF)
Ce mémoire compare et étudie la performance à réduire l'adhérence de la glace de différentes substances commercialement disponibles possédant un caractère glaciophobe. Pour ce faire, l'adhérence de la glace à sept revêtements solides a été mesurée en fonction du nombre de cycles de glaçage/déglaçages. Les revêtements ont également subi un vieillissement accéléré par rayonnement UV afin de pouvoir comparer la durée de leur efficacité lors d'une application réelle. De plus, dans le but d'approfondir les connaissances sur le mécanisme d'adhérence de la glace et sur l'influence des propriétés du revêtement et de la glace sur celle-ci, la rugosité de la surface glacée, l'angle de contact de l'eau sur les revêtements et la taille des grains de glace ont été mesurés et analysés. L'adhérence de la glace a été mesurée avec un appareil spécialement conçu au Laboratoire international des matériaux anti-givre (LIMA), qui est basé sur le modèle d'une lame en flexion. La totalité des essais a été effectuée à température constante (?10 °C) avec une couche de glace de 13 mm produite à partir de gouttelettes simulant la précipitation de bruine verglaçante. D'après les résultats obtenus, le revêtement le plus efficace est une poudre compacte se dégradant en cours d'utilisation et réduisant l'adhérence de 37% par rapport à celle de l'aluminium non recouvert. En général, les revêtements diminuant l'adhérence possèdent une efficacité de courte durée et la détérioration est davantage causée par les déglaçages que par le rayonnement UV. De plus, il a été observé que l'adhérence de la glace est influencée par la rugosité du revêtement et est indépendante de l'hydrophobicité. La glace semble donc adhérer aux surfaces par un mécanisme mécanique incluant la théorie de la couche limite faible (BLW) mais il demeure impossible d'ignorer complètement le modèle d'adhérence chimique. Caroline Laforte, étudiante directeur de recherche
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Étude de la croissance des grains à l'aide d'un appareil de mesure électrique

Déry, Patricia January 2001 (has links) (PDF)
Les deux premières étapes de la solidification sont la germination et la croissance des grains. C'est à ce stade que l'aluminium commence à prendre la forme de petites particules solides dans le métal liquide. Les conditions de formation des particules solides à ces étapes ont une grande influence sur la microstructure finale du métal. C'est la raison pour laquelle, il est important de développer une technique permettant d'observer l'évolution du nombre de particules et de leur taille, aussi bien expérimentalement, pour affiner le modèle théorique de la solidification, que pratiquement, en permettant d'observer en usine la cinétique de la solidification en corrélation avec les paramètres réels. Ces mesures se faisant à l'aide du LIMCA? (liquid metal cleanless analyser) qui par le passé a démontré sa capacité à détecter les grains solides dès leur formation. Il est donc intéressant d'étudier les possibilités d'utilisation de cette technique de mesure in-situ. Ce projet se divise en trois phases. Premièrement, l'étude de l'effet de la taille de l'orifice sur les mesures. Cette étude se fait avec différents diamètres d'orifice pour permettre d'optimiser la taille de l'orifice et d'obtenir les meilleurs résultats. Les expériences ont démontré que l'orifice de 500um était adéquat puisqu'il présentait la même distribution de taille que la théorie de la solidification équiaxe. La seconde partie de l'étude concerne l'évaluation de la meilleure technique pour l'acquisition des données. Deux façons s'offrent à nous ; l'acquisition ponctuelle, c'est-à-dire la prise d'une seule mesure par expérience et l'acquisition continue, qui se décrit comme étant une circulation du métal sans arrêt entre chaque mesure. Les avantages et les inconvénients de chaque méthode ont été apportés pour finalement affirmer que la technique d'acquisition en continue permet de descendre à une température bien plus basse que l'autre méthode et offre des résultats plus près de la théorie. La dernière phase de ce projet consiste à vérifier la concordance des résultats obtenue avec le LIMCA? avec une autre méthode. La technique utilisée est la métallographie de métal solidifié rapidement. La comparaison des résultats de métal solidifié à différentes températures montre que les grains ont tendance à s'agglomérer. Ainsi, les mesures de tailles des particules obtenues lors des acquisitions sont plus grosses que les particules réelles. La technique de mesure de grain à l'aide du LIMCA?, malgré certains inconvénients, reste une méthode intéressante pour connaître la croissance des grains équiaxes lors de solidification. En approfondissant les phénomènes thermiques et électriques régissant l'orifice, cette technique de mesure pourrait devenir un outil fort utile pour l'étude de la germination et de la croissance des grains dans un métal.
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Effet du taux de refroidissement, de la surchauffe et d'un mélange des métaux terres rares (mischmetal) sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages aluminium silicium de type 319.2

Saoudi, Abdelhamid January 2001 (has links) (PDF)
Le but de ce travail est d'étudier l'effet d'un mélange de terres rares (mischmetal), le taux de refroidissement et la surchauffe sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'alliage Al-Si 319.2 contenant 0.4%, 0.8% et 1.2% en fer, utilisé dans l'industrie automobile. Si l'économie de l'essence est déjà réalisée en utilisant les alliages légers Al-Si, les propriétés mécaniques, la dureté et l'usinabilité dépendent des intermétalliques qui se forment lors des processus de refroidissement. En plus de l'amélioration de la durée de vie des pièces en aluminium produites dans les usines manufacturières, la recherche de nouvelle méthode et de nouveaux agents modifiants sont aussi l'objet de plusieurs travaux de recherche. L'interprétation de certains résultats du présent travail de recherche reste spéculative alors que d'autres étaient logiques. La réduction de l'espace interdendritique est trouvée être important lorsque le taux de refroidissement augmente, alors qu'il ne subit pas de grand changement avec la surchauffe et l'addition du mischmetal. L'effet de la surchauffe sur l'espace interdendritique n'a pu être clarifié par manque de preuves expliquant son comportement. Lors de la réaction eutectique Al-Si on a noté l'absence de surfusion, ce qui laisse prévoir l'existence de certains agents de germination qui ne disparaissent ni avec l'addition du mischmetal ni avec la surchauffe. Cependant, la modification du silicium eutectique est significative lorsque le taux de refroidissement et la concentration en fer augmentent. Nous avons confirmé la transformation de la phase P-Fe en phase oc-Fe avec la surchauffe. La réduction de la taille de la phase p-Fe qui reste, avec la surchauffe a amélioré les propriétés mécaniques des alliages à haute concentration en fer (1.2%-Fe). En effet, la densité de la phase P-Fe a diminué, compensé par une augmentation des plaquettes ségrégées pour une concentration 5% en mischemtal. L'amélioration relative des propriétés mécaniques de ces derniers alliages est conforme à leur mode de rupture. En effet, l'analyse au microscope électronique à balayage (faisceau secondaire) montre la présence de fossette (coupole) traduisant ainsi leur ductilité relative.
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Les effets des éléments de trace sur les caractéristiques des alliages de type 6XXX pour les applications automobiles

Farhadi Cheshmeh Morvari, Gholamali January 1999 (has links) (PDF)
Les alliages d'aluminium corroyés sont employés aujourd'hui, plus intensivement, comme matières pour la structure et la carrosserie des véhicules, les fabricants de voitures s'efforcent de diminuer le poids des automobiles pour augmenter les économies d'essence. Dans ces alliages, a-AlgFeiSi et P-AlFeSi sont les deux intermétalliques de fer prédominants combinés qui surviennent dans la structure solidifiée. La phase a, apparaissant comme une écriture chinoise a une morphologie plus compacte, en comparaison avec les plaquettes apparaissant de la phase p\ Le type d'intermétallique présent a un important effet sur le temps d'homogénéisation, les caractéristiques de laminage et le temps de vieillissement d'une partie du produit de ces alliages. Le travail actuel était exécuté pour étudier la formation des intermétalliques de fer dans les alliages d'aluminium de type 6XXX. Les alliages 6063 expérimental et commercial étudiés, contenant des concentrations de fer dans le domaine 0.17 - 0.39 % poids, de silicium dans le domaine de concentration 0.4 - 4.5 % et du magnésium dans le domaine 0.6 - 0.7 % poids de. Les effets de taux de refroidissement durant la solidification et l'addition d'éléments en trace tels que le silicium, le manganèse et le bérylium dans la phase P-AlFeSi caractérisés dans les deux alliages non-modifié et modifié au Sr étaient étudiés. L'effet de la présence des intermétalliques et de la prédéformation sur les propriétés de traction a aussi été étudié. Les barreaux d'essai de ces alliages étaient traités à 520 °C pendant 8h, désaltérés dans de l'eau chaude, et vieilli, par la suite, à 175 °C jusqu'à lOOh. Les phases rapportées dans cette étude étaient identifiées en utilisant un microscope optique et un microscope à balayage. La quantification des intermétalliques était faite en utilisant l'analyseur d'image. Les résultats révèlent que dans les alliages de Sr-modifiés, les particules de Mg2Si diminuent en taille et atteignent une forme plus globulaire après le traitement thermique. Pour un rapport de Si*/Fe > 1.5 (où Si* réfère à la présence de silicium libre dans l'alliage et non en combinaison avec Mg), la longue et épaisse précipitation de la phase plaquette de (3-AlFeSi est observé. Pour les mêmes valeurs du rapport Si*/Fe, la modification avec le strontium réduit seulement la taille des particules de P-AlFeSi. Les alliages démontrent de pauvres propriétés de formage mais de très hautes propriétés de traction. Pour un rapport de Si*/Fe <1.5%, et en fonction de l'addition effectuée, la présence d'intermétallique peut être l'une ou l'autre des phases a-fer, (3-fer ou un mélange des deux, et les propriétés mécaniques varient en conséquence conformément (maniable pour matière dure). La tendance de précipitation de la phase a-fer écriture chinoise augmente avec la modification au strontium et le taux de refroidissement. L'addition de Mn à ces alliages implique une précipitation de la phase a-Ali5(Fe,Mn)3Si2 écriture chinoise, et diminue les propriétés de formage et les propriétés de traction en comparaison avec l'absence de Mn. Les taux plus hauts de refroidissement et les modifications au strontium accroissent les propriétés de traction légèrement, mais réduisent sévèrement la ductilité et la formabilité. La formabilité des alliages est de beaucoup améliorée par l'addition de -200 ppm Sr ou 0.02% Be. Un combiné de Be+Sr implique la précipitation de très fine et globulaire particules de écriture chinoises a-AlgFe2SiBe, avec un alliage démontrant de très bonne propriétés de traction. Il a été aussi démontré dans le travail actuel que la prédéformation (de 4%) diminue dramatiquement le temps de vieillissement requis pour atteindre le même niveau de propriétés de traction des alliages.
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Les effets de la rugosité de surface du moule sur a microstructure et la résistance à la déchirure à chaud pour un alliage A1 - 4.5%p/p Cu

Fortier, Martin January 2000 (has links) (PDF)
Cet ouvrage porte essentiellement sur l'incidence de la rugosité de la surface refroidissante d'un moule métallique sur la solidification, la microstructure et la résistance à la déchirure à chaud d'un alliage Al-4.5%p/p Cu. La rugosité du moule a influencé la taille des grains près de la surface par la germination et la croissance préférentielles de grains sur les aspérités de surface. Dans le but de modéliser adéquatement l'effet de la rugosité du moule sur la taille des grains, un "coefficient d'efficacité de surface" a été utilisé à l'intérieur d'un modèle de microstructure basé sur le principe d'automates cellulaires. Ce coefficient caractérise l'effet cyclique de la rugosité et représente l'effet combiné du retrait localisé autour des points de contact et de la variation de la quantité de contact liquide / moule. La rugosité de surface du moule a également eu un effet sur la quantité d'eutectique présent dans la microstructure. Les effets du moule sur la microstructure ont influencé la résistance à la déchirure à chaud de l'alliage utilisé. Les échantillons présentant les films liquides intergranulaires les plus fins ont été les plus résistants face à la déchirure à chaud. Ceci est consistant avec les récents modèles reliant la résistance à la déchirure à chaud à la présence de films intergranulaires fragilisant la microstructure durant les derniers instants de la solidification.
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A study of hot-tearing during solidification of Aluminum alloys via the acoustic emission method

Li, Xiaojin January 2000 (has links) (PDF)
La fissuration à chaud entraîne des défauts communs et importants, elle résulte des contraintes en traction qui augmentent lors de la solidification des alliages d'aluminium. Par la technique des émissions acoustiques, il est possible de détecter efficacement le phénomène de fissuration à chaud lors de la solidification du métal. Dans cet ouvrage, la sensibilité à la fissuration à chaud de l'alliage d'aluminium AA1050 fut étudiée à l'aide d'un moule en forme d'anneau et de la méthode des émissions acoustiques. Lors de la solidification, le signal acoustique est détecté par une sonde piézoélectrique placée près de la zone de fin de solidification, et le changement de température par un thermocouple. Ces mesures ont permis d'établir une relation entre la température du métal et les caractéristiques du signal acoustique. Ainsi, une technique d'analyse du signal acoustique, combinée à une analyse thermique, a été développée. Des expériences ont été faites pour l'alliage AA1050 avec ou sans affineur de grain afin d'étudier les effets de l'affinage sur la fissuration à chaud. Les résultats démontrent que l'affinage du grain peut diminuer la tendance à la fissuration à chaud de l'alliage AA1050. Une analyse des surfaces de rupture de tous les échantillons a été réalisée à l'aide du microscope électronique à balayage, les surfaces typiques de fissuration à chaud ont été observées.
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Neutralisation et dissolution des intermétalliques de fer dans les alliages Al-Si

Villeneuve, Carl January 1998 (has links) (PDF)
Les alliages hypoeutectiques de type 319 et 380 de même que l'alliage eutectique Al-Si-Mg sont souvent utilisés dans l'industrie automobile en raison de leur excellent rapport poids/résistance et de leur facilité de mise en forme. La présence d'éléments durcissants tels que le cuivre et/ou le magnésium combinés à certains traitements thermiques confèrent aux alliages déjà cités un équilibre optimum entre la résistance mécanique et la ductilité. La réduction du prix de revient des alliages aluminium-silicium de même que la quantité croissante de rebuts d'aluminium justifient l'utilisation accrue des alliages de deuxième fusion dans le secteur automobile. La forte tendance au recyclage entraîne cependant des titres en fer pouvant parfois atteindre jusqu'à 1.5%. Ce dernier élément est particulièrement néfaste aux propriétés mécaniques lorsque son titre excède 0.7%, puisqu'il favorise la précipitation de la phase P-AlsFeSi qui affaiblit surtout la ductilité. D'après de nombreuses études réalisées, le strontium (Sr), le manganèse (Mn) et le béryllium (Be) permettent de neutraliser en partie les effets nuisibles du fer. Le Sr fragmente la phase (3-AlsFeSi alors que le Mn transforme les aiguilles/plaquettes en écriture chinoise. Quant au béryllium, il est efficace à la fois en affinant la phase p et/ou en la transformant en une nouvelle phase de type BeSiFe2Alg. Le but de ce travail est de créer une base de données complète se rapportant aux propriétés mécaniques (limite élastique, limite ultime et pourcentage d'allongement à la rupture) des alliages Al-Si-Cu (319.2, 319.1, 380), et eutectiques Al-Si-Mg. Tout d'abord, il s'agit de préciser l'effet du titre en fer de même que d'évaluer l'influence de l'addition d'éléments modifiants/neutralisants tels que le Sr, Be, Mn, Be + Sr et Mn + Cr sur les alliages de type 319 et 380 ayant subi le traitement thermique T6. La deuxième partie qui se rapporte à l'alliage eutectique, étudie la dissolution de la phase (3 en évaluant l'effet de la teneur en fer, l'influence de la modification par le Sr (alliage G6291G), et l'effet de la durée du traitement de mise en solution de 0 à 200 heures à 540°C. La dernière étape consiste à établir un lien entre les propriétés mécaniques obtenues et les caractéristiques de la microstructure, soit le pourcentage de porosités et la longueur et l'épaisseur des aiguilles/plaquettes. Au total, 68 compositions différentes ont été préparées avec un nombre moyen de 6-8 éprouvettes/composition. Également, le mode de rupture à été étudié au moyen de la microsonde électronique à balayage. La fluidité pour les alliages 319.2 et eutectiques non-modifiés et modifiés à été mesurée à l'aide de la technique Ragone dans le but de quantifier l'influence des éléments neutralisants ajoutés aux alliages de base. Aussi, quelques radiographies d'éprouvettes de traction ont été réalisées afin de vérifier la présence de défauts dans la microstructure tels que des porosités et/ou retassures. Ces deux moyens, c'est-à-dire la mesure de la fluidité et les radiographies, servent à s'assurer de la qualité des alliages après coulée. Les résultats concernant la fluidité indiquent que les éléments alliés ont peu d'influence lorsque la température de coulée est aussi élevée que 735°C. L'augmentation du titre en fer jusqu'à 1.5% dans les alliages 319 et 380 engendre la précipitation de la phase (3-AlsFeSi de très grande taille, ce qui occasionne la formation de porosités importantes tout en affaiblissant la résistance mécanique et la ductilité. Parmi les éléments neutralisants utilisés pour améliorer les propriétés mécaniques, les traitements classiques, soit l'addition de Mn (Mn/Fe -0.7) et de Mn + Cr, s'avèrent très efficaces dans l'amélioration de la limite élastique et de la limite ultime. Ces traitements peuvent être remplacés par l'addition de Sr (~ 0.02%) et de Sr + Be (0.02% Sr, 0.13% Be), ces derniers résultant en des augmentations importantes de l'allongement à la rupture. Le traitement de mise en solution à 540°C appliqué aux alliages eutectiques Al-Si-Mg non-modifiés et modifiés à haute teneur en fer, accélère la dissolution de la phase (3-AlsFeSi, ceci étant dû à la rejection des atomes de silicium vers l'aluminium et entraînant la décomposition de la phase (3 en un nouveau composé, soit AlôFe. L'alliage modifié montre une réduction maximale dans la longueur de la phase P après 30 heures de mise en solution, comparativement à 10 heures pour l'alliage modifié. Le strontium diminue donc la durée du traitement par la fragmentation initiale des aiguilles/plaquettes. L'analyse de la microstructure c'est-à-dire de la phase P-AisFeSi et des porosités de même que les observations métallographiques se sont avérées en parfaite logique avec les propriétés mécaniques déjà obtenues. Les réductions dans la taille, c'est-à-dire la longueur et l'épaisseur des aiguilles/plaquettes ainsi que la diminution des pourcentages de porosités sont dus à la transformation de la phase (5 en écriture chinoise (Mn), en plaquettes ségrégées (Mn + Cr), en phase de type Be-Fe (Be, Be + Sr) ou simplement par fragmentation (Sr). Ces changements de morphologies sont directement liés à l'augmentation des propriétés mécaniques.
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Évaluation de la propreté des alliages d'aluminium de fonderie A356.2 et C357 à l'aide de la technique PoDFA

Liu, Li January 1997 (has links) (PDF)
Le présent travail a été entrepris afin d'étudier le rôle des paramètres d'opérations communément appliqués dans les fonderies d'aluminium ainsi que l'effet des éléments d'alliages mineurs sur la formation d'inclusions dans l'alliages Al-Si le plus largement utilisé, i.e., l'alliage primaire A356.2 et C357, à l'aide de la technique PoDFA (Porous Disc Filtration Apparatus). Une série de vingt neuf expériences a été réalisée (chacune utilisant un mélange de 25 Kg d'alliage). Dans chaque cas, 4 à 6 essais PoDFA successifs ont été exécutés. Les échantillons PoDFA contenant la partie non filtrée du métal en contact avec le filtre PoDFA (~5 mm d'épaisseur) ont été polis en vue d'un examen métallographique. La classification et le dénombrement des inclusions a été réalisée en utilisant la méthode de la grille. Les résultats obtenus sur les types et les concentrations d'inclusions non métalliques ainsi que sur les films d'oxyde d'aluminium se produisant dans cet alliage avant la coulée, ont été analysés en terme de leur effet sur le temps de filtration et sur la fluidité (mesurée par la longueur du métal solidifié dans des tubes en quartz à l'aide d'un appareil de mesure de la fluidité Ragone). La scorie, i.e., la couche d'oxyde qui se forme sur la surface du métal en fusion a été soigneusement recueillie, pesée et examinée par microscopie électronique à balayage équipée d'un système EDX. Les résultats ont montré que les inclusions ne sont pas les seuls paramètres à être considérés. Les oxydes A12O3 (films et particules) sont les plus importants et constituent le facteur déterminant. On trouve cependant qu'il est assez difficile de séparer le rôle individuel de chaque paramètre en utilisant la technique PoDFA, i.e., l'échantillonnage sans perturber le métal en fusion. Ce procédé introduirait certainement des oxydes indésirables dans le creuset PoDFA, résultant en une augmentation artificielle de la quantité de scories. Dans tous les cas, la scorie était liquide, i.e., contenant une quantité appréciable de métal en fusion. Les principaux types d'oxydes dans la scorie étaient MgO, MgAl2O4, A14C3 et A12O3. Deux types de matériau initial de A356.2 et C357ont été utilisés, i.e., frais et recyclé. Un total de treize opérations, représentant celles normalement appliquées dans les fonderies d'aluminium ont été simulées sous atmosphère sec (humidité -12-15%). Le métal fondu a été moulé dans des éprouvettes qui ont ensuite été thermiquement traitées selon T6 avant les essais de traction. Les résultats ont montré que le maintien du métal liquide à 735°C durant un long temps i.e. 72 h conduit à la sédimentation de la plupart des inclusions vers le fond du creuset. Cependant, une variation de l'humidité environnante peut provoquer l'absorption d'hydrogène et ainsi une grande quantité de porosités. Le dégazage à l'aide d'argon sec injecté dans le métal liquide par l'intermédiaire d'un agitateur rotatif (vitesse -160 rpm) semble être la meilleure technique pour éliminer les inclusions. L'efficacité de ce procédé est grandement améliorée lorsque celui-ci est couplé avec la filtration utilisant des filtres à écume en céramique (10 et 20 ppi). Une relation linéaire entre la ductilité de l'alliage et le logarithme du pourcentage d'inclusion au d'oxide films a été établi. A cause de la décohésion entre l'inclusion/film d'oxyde et la matrice environnante, des fissures sont facilement initialisées à leur interface, conduisant à des défauts imprévus.

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