Recyclabilité des alliages d'aluminium de fonderie : Influence des éléments résiduels sur la microstructure et le comportement mécanique

Recyclability of cast aluminium alloys : The effect of residual elements on the microstructure and mechanical behaviour

• Auteur / Autrice : Delavand Ovono Ovono
• Direction : Ivan Guillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyseurs différentiels électroniques

Résistance électrique

Conduction électrique

Composés intermétalliques

Contraintes (mécanique)

Automobiles -- Matériaux -- Fatigue

Automobiles -- Traction avant

Aluminium -- Fonderie

Aluminium -- Alliages

Automobiles -- Moteurs -- Culasses

Mots clés libres

Fatigue oligocyclique

Traction in-situ

Résistivité

Dsc

Résumé

La présente étude, réalisée en collaboration avec Montupet vise à étudier les alliages d'aluminium de fonderie fortement chargés en éléments résiduels pour une application dans la fabrication des culasses automobiles. Les caractérisations microstructurales et mécaniques ont permis d'obtenir une composition optimale d'un alliage d'un alliage fortement chargé en éléments résiduels (AS9U3G). Ensuite des essais de fatigue, de traction, et de microdureté ont été effectués et les résultats sont analysés en relation avec l'évolution de la microstructure. L'ensemble de ces données a été comparé et discuté tant d'un point de vue macroscopique que microscopique à celles obtenues pour l'alliage classique AS7U3G. Il a été montré que si le comportement mécanique des deux alliages reste voisin en l'absence d'endommagement, en revanche, l'évolution de la précipitation durcissante est différente à partir de l'état T5. Enfin la durée de vie de l'AS9U3G reste fortement influencée par la présence de nombreux composés intermétalliques qui sont des sites d'amorçages de fissures.

Cast aluminium alloys make popular candidates for automotive applications and in particular on the fabrication of cylinder head and engine block materials. For the development of a new cylinder head and in order to lower the costs of provision at the refiner, we have chosen to increase the iron, manganese, and zinc contents used in AS7U3G alloys. The effect of residual element on the microstructure and mechanicals properties of two cast aluminium alloys, the reference AS7U3G and the AS9U3G with a high content in residuals elements, in T5 state, has been studied. Fatigue, tensile, and microhardness tests were performed and the test data were analyzed in relation with the evolution of microstructure. The results of tensile and low cycle fatigue tests showed that stresses levels in the two alloys were identical, but some differences appear at the level of precipitation evolution; And the fatigue life defers considerably because of the significant number of intermetallics compounds and volume fraction of pores in the AS9U3G alloy which are fatigue cracks initiation sites.