Vieillissement de l'aluminium

Le vieillissement de l'aluminium est la deuxième étape du durcissement structural. Après la mise en solution, des particules très fines précipitent progressivement à partir de la solution solide sursaturée, gênant la déformation du métal : la pièce moulée devient plus dure et plus résistante. Le vieillissement se produit spontanément à température ambiante (naturel) ou au four, généralement vers 150–180°C (artificiel).

En pratique, la mise en solution et le vieillissement de l'aluminium constituent un seul cycle de traitement thermique : c'est seulement l'ensemble des deux étapes qui confère à la pièce l'état T4 ou T6. Le vieillissement concerne les alliages durcissables par précipitation, en fonderie principalement l'aluminium-silicium-magnésium ou l'aluminium-silicium-cuivre.

Mise en solution et vieillissement de l'aluminium – principe

1. Mise en solution. La pièce est maintenue à 480–545°C (selon l'alliage) jusqu'à dissolution des éléments d'alliage dans l'aluminium, puis refroidie rapidement. On obtient une solution solide sursaturée instable. Détails : mise en solution de l'aluminium.
2. Vieillissement. Les atomes dissous, par exemple de magnésium et de silicium, ou de cuivre, se regroupent d'abord en zones fines (zones de Guinier-Preston), puis en précipités de plus en plus gros de phases durcissantes. La dureté maximale est obtenue lorsque les précipités sont très fins et densément répartis.
3. Survieillissement. Une température trop élevée ou une durée trop longue entraînent la croissance des précipités : la dureté et la résistance diminuent, tandis que la stabilité dimensionnelle et les propriétés augmentent. Un survieillissement délibéré donne l'état T7.

Vieillissement naturel et artificiel

Ce sont des valeurs indicatives. La température et la durée exactes de vieillissement sont choisies en fonction de l'alliage et des propriétés requises : les valeurs minimales pour chaque état sont données par la norme PN-EN 1706.

Vieillissement des alliages d'aluminium sans mise en solution (état T5)

Certaines pièces moulées subissent un vieillissement artificiel sans mise en solution préalable, directement après la coulée et un refroidissement contrôlé. C'est l'état T5, typique notamment des pièces moulées sous pression, que l'on ne met généralement pas en solution en raison du risque de cloques. Ce traitement augmente la dureté moins qu'un cycle T6 complet, mais stabilise les dimensions et les propriétés de la pièce.

Ce dont dépend l'effet du vieillissement

• Composition de l'alliage – la teneur en magnésium ou en cuivre détermine la quantité de phase durcissante pouvant précipiter.
• Qualité de la mise en solution – si les éléments ne se sont pas entièrement dissous ou si le refroidissement a été trop lent, le vieillissement ne compensera pas les pertes.
• Température et durée – une température plus basse exige un vieillissement plus long, mais donne généralement une dureté maximale légèrement supérieure. Une température trop élevée conduit au survieillissement.
• Épaisseur des parois – dans les sections épaisses, le refroidissement après trempe de mise en solution est plus lent, de sorte que la dureté après vieillissement y est parfois légèrement inférieure à celle des parois minces.

Vieillissement des pièces moulées dans notre fonderie de Poznań

Le traitement thermique des pièces moulées – mise en solution et vieillissement, ainsi que recuit – est réalisé sur demande du client, avec le moulage et usinage mécanique des pièces moulées. Sur demande, nous réalisons également des essais de résistance mécanique. Il est recommandé d'indiquer dans la demande l'état de la pièce moulée requis (par ex. T6) avec la nuance d'alliage, cela facilite le choix de la technologie, par ex. moulage en coquille.

Voir aussi : trempe de l'aluminium, mise en solution de l'aluminium, durcissement aluminium, traitement thermique des pièces moulées et alliages de fonderie d'aluminium.