Etude Des Transformations De Phase Et Des Propriétés Physico-chimiques Des Alliages À Base D’aluminium

Résumé: 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.

Publié dans la revue: