Etude des transformations de phase et des propriétés physico-chimiques des alliages à base d’aluminium
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Date
2014
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Abstract
Les alliages binaires aluminium-zinc ont été synthétisés par fusion haute fréquence
(HF) sous induction électromagnétique après un compactage à froid à partir de poudres "nano
particules". Une séparation de phase avec présence de deux zones ont été observées par diffraction des
rayons X (DRX) ainsi que par microscopie électronique à balayage (MEB) et analysées par
Spectrométrie X en dispersion d’énergie (EDX) dans l’alliage Al-10%pdsZn brut de fusion.
La solution solide de zinc dans l’aluminium en sursaturation se décompose en donnant deux
phases de compositions différentes : l’une riche en zinc (phase
’) et l’autre moins riche en
zinc (phase). L’interface de séparation des deux zones est constituée d’une zone dénudée de
précipitation. L’alliage Al-30%Zn présente une transition colonnaire-équiaxe provenant du
brassage hydrodynamique du liquide en contact avec les dendrites colonnaires.
La structure des deux alliages Al-40%Zn et Al-50%Zn est caractérisée par des grains
dendritiques cellulaires. L’eutectique, formé de la phase (Al) et du composé (Al,Zn)3Fe a été
également observé dans tous les alliages étudiés. Les analyses chimiques par EDX ont mis en
évidence le rôle joué par les impuretés (Fe,Si) sur la formation de ce dernier ainsi que sur la
séparation de phase. Après un traitement d’homogénéisation à 500°C pendant une heure, la phase ’ ainsi que les
précipités qui étaient présents à l’état brut ont disparu, ce qui prouve le caractère hors
équilibre des alliages. L’eutectique est toujours présent car sa température est de 655°C. La seconde partie de la thèse concerne l’étude des propriétés structurales des alliages
Al-Zn. Le paramètre de maille de la phase diminue à 30%Zn, puis augmente lorsque
l’alliage devient plus riche en zinc. La microdureté la plus élevée a été obtenue dans l’alliage
Al-30%Zn, elle augmente lorsque la taille de grain diminue (Hall-Petch). Entre 10 et 40% en
poids de zinc, la variation de la microdureté n’est pas sensible à la composition par contre la
taille de grain est influencée uniquement par la vitesse de refroidissement. La vitesse de
solidification a été calculée à partir de l’eutectique régulier (Al) - Al3Fe présent dans tous les
alliages.