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.

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.

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.

L'alliage 319 Al-Si-Cu-Mg est utilisé dans une grande variété d'applications, plus Particulièrement dans l'industrie de l'automobile et de l'aérospatiale à cause de sa facilité de mise en forme par moulage, sa bonne usinabilité, sa haute conductivité thermique ainsi qu'à son bas coefficient d'expansion thermique. De plus, cet alliage peut être traité (traitement thermique) pour obtenir une combinaison optimale de résistance et de ductilité. Les propriétés mécaniques de l'alliage 319 sont déterminées principalement par sa composition chimique, la procédure suivie lors de la fusion de l'alliage, la technique de mise en forme employée et par le type de traitement thermique qu'il subit. Comme cet alliage est obtenu à partir de métal recyclé, il contient plusieurs éléments divers en quantité variable. La composition désirée de chaque élément est obtenue grâce à différents procédés de nettoyage qui sont coûteux et souvent très dommageables pour l'environnement. Le magnésium est l'un de ces éléments dont la proportion doit être inférieure à 0.10 % pour répondre aux normes de l'industrie nord-américaine. D'après des études récentes, cette limite de 0.10 % semble injustifiée. Ces dernières ont démontré qu'une quantité supérieure de magnésium influence peu les propriétés mécaniques de l'alliage sauf peut être la ductilité. D'autres études encore, ont démontré qu'avec l'addition de différents éléments tels le strontium (Sr) pour modifier la structure (modification de la phase de silicium eutectique) et le TiB2 pour affiner le grain des alliages d'aluminium, on pouvait améliorer les propriétés mécaniques de ces derniers. L'objectif de ce travail est de déterminer s'il est possible pour l'alliage 319 ayant une proportion en magnésium supérieur à 0.10 % (i.e. « 0.45 %) de retrouver et même d'améliorer les propriétés de fonderie et les propriétés mécaniques de l'alliage de base en passant par la modification et raffinement de la taille du grain de celui-ci. La propriété de fonderie qui nous intéresse plus particulièrement dans cette étude est la fluidité. Les propriétés mécaniques qui ont été étudiées sont respectivement la limite élastique, la limite ultime et le pourcentage d'allongement à la rupture. La propriété de fonderie, la fluidité, a été étudié à l'aide de la technique Ragone pour déterminer de façon quantitative l'influence du magnésium, de la modification par le strontium ainsi que l'affinage du grain par le TiB2 sur cette propriété très importante de l'alliage. Dans un même temps, toujours pour s'assurer de la qualité de l'alliage, des radiographies d'éprouvettes de traction ont été effectué afin de vérifier les défauts (vides, porosités) qui pouvaient survenir dans l'alliage après coulée. Les propriétés mécaniques de traction ont été étudiées dans le but d'optimiser le traitement thermique T5 et le traitement de vieillissement T6 (la mise en solution et la trempe du traitement thermique T6 ayant déjà été optimisé pour cet alliage par notre groupe de recherche dans des études antérieures). Par la suite, l'influence de plusieurs paramètres a été étudiée par des essais de traction, par la métallographie optique et par la fractographie (étude du mode de rupture) à l'aide de différents appareils. Les paramètres qui nous intéressent plus spécialement dans cette partie du travail sont : l'addition de Mg, la modification de la phase de silicium eutectique par le Sr, raffinement de la taille du grain par le TiB2 ainsi que la température et le temps de vieillissement.

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche visant à étudier l'impact de l'hydrogène dans les alliages d'aluminium et à mesurer par différentes méthodes la solubilité de ce gaz dans le métal liquide. L'objet de ce mémoire de maîtrise porte particulièrement sur la cinétique de dégazage et d'absorption de l'hydrogène dans deux composites de type DURALCANMD, produits par une usine pilote de la compagnie ALCAN: l'un pouvant être mis en forme par filage [W6D.22A ou 6061/Al2O3(p)] et l'autre développé spécialement pour les applications en fonderie [F3S.20S ou Al-Si-Mg/SiC{p)]. L'objectif principal est d'étudier l'effet des particules de renfort (A12O3, SiC) sur la cinétique et le mécanisme d'absorption de l'hydrogène dans ces matériaux hétérogènes. Il s'agit d'un travail original et d'intérêt tant sur le plan scientifique qu'industriel. Les variations des teneurs en hydrogène en fonction du temps dans les composites susmentionnées sont évaluées dans différentes conditions expérimentales favorisant soit l'absorption ou le dégazage de ce gaz. Un appareil de type "Alscan" est utilisé pour évaluer le dosage d'hydrogène. Pour fins de comparaison, les mêmes expériences sont réalisées parallèlement avec les alliages constituant les matrices de ces deux composites. Les résultats expérimentaux sont présentés sous forme de courbes montrant l'évolution de la teneur en hydrogène en fonction du temps. L'analyse de ces données à l'aide d'un modèle mathématique simplifié permet de mettre en évidence et d'évaluer les paramètres cinétiques des processus d'absorption et de dégazage des deux composites et de leurs matrices. Les paramètres ainsi déterminés sont nettement différents d'un composite à l'autre; ils montrent notamment que la vitesse d'absorption d'hydrogène dans le composite contenant des particules d'alumine est plus grande que dans le cas où le carbure de silicium constitue les éléments de renfort. Ces résultats discutés en considérant le rôle de la couche d'oxyde qui flotte sur le métal liquide et la composition des alliages constituant les matrices des deux composites. L'effet des conditions environnementales sur la cinétique d'absorption d'hydrogène est étudié. On observe que la teneur d'hydrogène dissous dans le liquide atteint une valeur d'équilibre qui est fonction de la pression partielle de la vapeur d'eau dans l'atmosphère; la relation [H] - pHO obéit à la loi de Sieverts. La vitesse d'absorption d'hydrogène est évidemment fonction du taux d'humidité dans l'air, principale variable et force motrice du processus; cependant, les coefficients de transfert de masse développés dans le modèle mathématique demeurent les mêmes pour un composite ou un alliage donné, peu importe les conditions environnementales. Le temps nécessaire pour absorber l'hydrogène jusqu'à la moitié de la valeur d'équilibre est évalué dans différentes conditions expérimentales. Ces calculs montrent que ce temps est de l'ordre d'une demi-heure et qu'il est plus court pour les composites que leurs matrices correspondantes en alliage d'aluminium. L'effet du rapport surface libre (A) de métal fondu sur son volume (V) fait également l'objet d'expériences. Les résultats montrent que le taux d'absorption de l'hydrogène est directement proportionnel au rapport (A/V); on doit donc en conclure que le processus est contrôlé par les réactions et la diffusion aux interfaces avec la couche d'oxyde qui se forme au-dessus du matériau liquide.

La détérioration de l'environnement préoccupe de plus en plus la population et les procédés industriels qui sont polluants ne sont plus acceptés. Dans l'industrie de l'aluminium, le traitement au chlore (très polluant) est le seul moyen efficace pour diminuer la quantité de magnésium dans le métal liquide d'où l'importance de s'assurer que tous les traitements sont strictement nécessaires. L'alliage recyclé 319 est produit à partir de différents rebuts d'aluminium dont la composition chimique est éloignée de celle visée. Pour atteindre la composition chimique de l'alliage 319, les rebuts doivent être traités par différents procédés dont le traitement au chlore. En justifiant l'augmentation du titre en magnésium dans l'alliage 319, on évite le traitement au chlore ce qui permet de réduire les coûts de production tout en diminuant les émissions polluantes dans l'environnement. L'objectif de cette étude est de déterminer si l'augmentation du titre en magnésium a des effets nuisibles sur les différentes propriétés de l'alliage 319. Plusieurs propriétés furent étudiées i.e. les propriétés de fonderie (propreté et fluidité), le processus de solidification et les propriétés mécaniques de traction. Les propriétés de fonderie (i.e la qualité du métal liquide) furent étudiées principalement via la technique PoDFA (Porous Disc Filtration Apparatus). Cet appareil permet l'identification et l'évaluation de la concentration des différents types d'inclusions en présence dans l'alliage. Les essais PoDFA furent effectués en fonction du titre en magnésium et du temps de sédimentation des inclusions. La fluidité du métal a également été mesurée pour s'assurer qu'elle reste inaffectée par l'addition du magnésium. Le processus de solidification du métal liquide fut étudié principalement par le biais de l'analyse thermique. La composition chimique de l'alliage et la vitesse de solidification sont les principaux paramètres qui influencent ce processus. Les résultats obtenus ont été confirmés par un certain nombre d'essais de calorimétrie à balayage différentiel. Les propriétés mécaniques de traction ont été étudiées en tentant d'optimiser le traitement de mise en solution de l'alliage 319.2. Dans cette phase du travail, l'influence de plusieurs paramètres fut analysée par des essais de traction, par la métallographie optique ou par la fractographie. Les paramètres qui furent étudiés sont: la composition chimique, le temps de traitement, la température de traitement, la température de trempe et le traitement en deux paliers. L'étude de la phase de silicium eutectique a été effectuée à l'aide d'un analyseur d'images de type LECO 2001. La présence de certains défauts fut également observée et leurs effets sur les propriétés mécaniques furent évalués.

La porosité peut diminuer considérablement les propriétés mécaniques des alliages d'aluminium. Cette étude a pour objectif de mesurer l'importance de certains paramètres chimiques et thermiques agissant sur la porosité dans l'alliage AI-9%Si-3% Cu. Une étude bibliographique permet de mieux comprendre les mécanismes de formation de la porosité. Elle passe aussi en revue les principaux facteurs influant sur la porosité. La méthode utilisée pour construire la campagne d'expérience permettant de mesurer l'importance des effets des paramètres est celle du modèle factoriel à deux niveaux. Cette méthode permet de mesurer plusieurs paramètres et interactions avec le moins d'expérience possible. Le moule servant à couler les alliages possède une paroi pivotante permettant ainsi de faire varier la vitesse de solidification verticale. Aussi, ce moule est inclinable de façon à diminuer le plus possible la turbulence lors du remplissage. Pour chaque coulée, des échantillons pour l'analyse chimique et pour l'évaluation de la teneur en hydrogène furent produits. Une analyse thermique a également été effectuée avec des thermocouples positionnés dans le moule afin de caractériser les conditions de refroidissement subits dans les lingots. Une mince plaque fut extraite de chaque lingot pour en faire une analyse radiographique. Des échantillons furent extraits de chaque lingot pour en observer la porosité à l'aide d'un microscope relié à un analyseur d'image. Plusieurs paramètres d'observations de la porosité ont été étudiés, notamment les densités des pores et les valeurs moyennes et maximales de la longueur et de l'aire. On a pu constater que la distribution de la porosité en fonction de la longueur est d'abord exponentielle pour les petits pores et devient ensuite irrégulière pour les pores plus gros. Une procédure de mesure fut développée afin d'améliorer la précision des mesures. Finalement, la méthode factorielle et une analyse de régression multiple furent utilisées en parallèle pour dégager les effets de chaque paramètre.

L'objet de ce travail est l'étude des propriétés mécaniques, de la microstructure et du mode rupture de l'alliage d'aluminium 319.2. Afin de réaliser une étude complète, nous avons utilisé 600 kg d'alliage afin de concevoir un peut plus de 800 échantillons. Ces échantillons ont subi différents traitements thermiques et ils ont été testés sur une machine d'essais de traction pour l'analyse des propriétés mécaniques. Certains échantillons ont été polis pour l'analyse de la microstructure et du mode de rupture. La surface de rupture a été analysée avec un microscope électronique à balayage. Nous commençons ce travail par une étude bibliographique complète sur les techniques de nettoyages du métal, les traitements thermiques et les caractéristiques mécaniques des alliages de base Al-Si. Par la suite, nous décrivons les techniques utilisées pour réaliser cette étude. Pour concevoir les échantillons nous avons utilisé deux procédures différentes. Avec la première, nous coulons le métal (735±5°C) directement dans un moule Stahl (450±5°C). Pour la seconde procédure, nous coulons le métal (735±5°C) dans un filtre d'alumine de 1,5 pouce d'épaisseur et avec une distribution de 15 pores par pouce. Le filtre est à la température de 700°C et le moule stahl est à la température de 400±5°C. Les traitements de mise en solution sont réalisés dans un four conventionnel où nous retrouvons un gradient thermique de 20°C, le second four est à air forcé et la variation de la température est seulement de 2°C. Les échantillons traités dans le four conventionnel sont ceux qui n'ont pas subit de filtration. Les températures choisies sont: 465±10°C, 490±10°C, 505±10°C et 525±10°C pour un temps de maintien variant de 0 à 24 heures. Dans le four à air forcé, nous avons traité seulement les échantillons filtrés, les températures sont: 480±l°C, 505±l°C, 515±1°C et 540±l°C et le temps de maintien varie de 0 à 24 heures. Suite aux essais de traction réalisés sur ces échantillons, nous constatons que le four conventionnel nous donne une ductilité plus élevée mais une résistance aux contraintes plus faible que celles des échantillons traités dans le four à air forcé. Les inclusions présentes dans les échantillons affectent très peu la limite élastique. Mais la limite ultime et la déformation sont devenues presque semblables aux échantillons après coulée. Nous avons calculé la constante de l'indice de qualité pour chacun des traitements réalisés dans le four à air forcé. Afin d'obtenir une constante commune pour tous les traitements de mise en solution, nous avons calculé la moyenne pondérée. Le résultat nous donne une valeur de 124 MPa pour la constante k. Le traitement de mise en solution optimum est réalisé à la température de 515°C pour un temps de maintien de 8 heures. Les traitements de mise en solution réalisés à la température de 540°C provoquent une fragilisation de l'alliage. Mais on peut éviter cette fragilisation en contrôlant le refroidissement jusqu'à 515°C et par la suite on peut tremper l'échantillon sans obtenir une fragilisation. La fragilité de l'alliage provient de la fonte de la phase CuAl2 et de sa précipitation durant la trempe en deux phases, une phase eutectique et une sans structure interne. Après avoir déterminé le traitement de mise en solution optimal, nous avons fait subir aux échantillon un traitement de vieillissement. Les températures sont les suivantes: 155±1°C, 180±l°C, 200±l°C et 220±l°C et nous avons un intervalle de temps qui varie de 0 à 24 heures. Nous avons calculé les constantes de l'équation de la qualité pour chacun des traitements. Ensuite nous avons calculé la moyenne pondérée des valeurs obtenues. Suite à ces résultats, nous avons utilisé la valeur de 108 MPa pour la constante k. En calculant l'indice de qualité des différents traitements de vieillissement, nous constatons que la température de 180°C dans l'intervalle de 2 à 8 heures donne les meilleurs résultats.

Lors du refroidissement dans un moule métallique, les échanges thermiques entre le métal et le moule sont directement influencés par certains paramètres: la température du moule au moment de la coulée, le type de revêtement de surface et son épaisseur. L'objectif de cette étude est l'analyse du rôle de ces facteurs sur le coefficient transitoire de transfert de chaleur à l'interface moule/métal pour de l'aluminium pur et pour des alliages aluminium-silicium. Des expériences de solidification radiale sont réalisées. Les courbes de refroidissement dans le métal et dans le moule sont traitées à l'aide d'une méthode numérique afin de calculer le coefficient de transfert de chaleur. Pour le cas de l'alliage aluminium/silicium hypoeutectique, une méthode particulière de détermination de la fraction liquide lors de la discrétisation et de la résolution du système a été développée. Les différents revêtements sont étudiés, conducteur et isolant à différentes épaisseurs, avec deux températures de préchauffage du moule (200°C et 350°C). Les calculs numériques sont complétés d'observations des états de surface des revêtements et d'analyses macrographiques des échantillons tirés des éprouvettes. Les résultats obtenus permettent de caractériser les conditions de refroidissement à l'interface suivant les conditions expérimentales retenues. L'influence du revêtement se constate surtout sur la première partie de la courbe du coefficient transitoire de transfert à l'interface (hint en fonction du temps), un revêtement conducteur donne une montée de hint plus forte qu'un revêtement isolant. La température de préchauffage du moule avant l'expérience a une action visible sur la valeur maximale du coefficient de transfert de chaleur (hmax). Lors du refroidissement et de la solidification de l'alliage coulé, si le taux de refroidissement est très fort, le métal a tendance à se contracter plus vite et l'interstice d'air ainsi créé tend à ralentir les échanges thermiques.

Les composites à matrice métallique (CMM) et particules de SiC offrent potentiel de résistance, de module de Young et de tenue à l'usure supérieurs à ceux obtenus couramment par les alliages conventionnels. Le mélange de particules de carbure de silicium au métal liquide est considéré, en principe, pour être la manière la plus directe et la plus économique de production des CMM où le matériau composite peut être transformé directement en pièce moulée. Dans le présent travail, certains facteurs importants influençant la microstructure et les propriétés finales des composites contenant 10% (volumique) de particules de SiC sont particulièrement étudiés. Ces facteurs comprennent la quantité de silicium de 1' alliage de la matrice (7 et 10% en masse), la vitesse de refroidissement qui influencent la distribution des particules et l'effet de renforcement. L'effet du traitement thermique de mise en solution (T4) sur les deux alliages F3A.10S et F3S.10S est étudié. La mise en solution est effectuée à une température de 540°C, le temps de mise en solution étant de 4, 8,12 et 24 heures. Les températures et le temps de vieillissement varient respectivement de 155 à 160°C et de 5 à 24 heures. Les paramètres étudiés sont la limite élastique, la limite ultime, l'allongement à la rupture. L'examen métallographique montre un développement graduel de la structure de l?eutectique, suite au traitement de mise en solution. Le traitement de mise en solution optimal se situe autour de 540°C pour des temps de l'ordre de 8 à 12 heures. Pendant le traitement de mise en solution, nous observons un phénomène de sphéroïdisation du silicium (forme, aspect ratio et taille en um2) et une mise en solution du magnésium avec une stabilisation des propriétés mécaniques (résistance à la traction). Durant le traitement de vieillissement, il y a précipitation de composé Mg2Si qui influence les propriétés mécaniques finales.