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métallographiques

Nomenclature

La série d’alliages d’aluminium de corroyage 8xxx n’est assignée à aucun élément d’alliage ni combinaison d’éléments d’alliages. Elle regroupe des nuances qui ne peuvent pas être classées dans les séries 1000 à 7000 parce d’autres éléments leur ont été ajoutés pour obtenir une caractéristique précise. Par exemple, l’alliage 8011 contient précisément du fer et du silicium. Cette nuance est équivalente (ou proche) aux désignations 8011A (Allemagne), AW-8011 et AlFeSi(A).

Méthode d’élaboration

La plaque de 15 mm d’épaisseur a été obtenue par coulée continue Hazelett. Le procédé débute par la coulée de l’aluminium liquide en continu et à l’horizontale sur une courroie en acier refroidi (machine de coulée à double bande de type Hazelett, twin-belt caster). À la sortie de la machine de coulée, la plaque a environ 19-20 mm d’épaisseur. Elle est ensuite laminée par un ébaucheur « duo » jusqu’à une épaisseur de 10 mm. La plaque entre dans un autre laminoir tandem appelé « quartos » pour la finition. Le produit final est une feuille d’aluminium d’une épaisseur de 1 à 2 mm livrée sous forme de bobine.

État métallurgique

L’état métallurgique est un état brut de laminage à chaud après une réduction de 19 mm à 15 mm. Cet état n’est pas normé, mais plutôt préparatoire à une autre étape de mise en forme.

Remarques sur la composition chimique

Cette nuance d’alliage d’aluminium AA 8011 ne contient que du fer (maximum 1 %) et du silicium (maximum 0,9 %). Cette composition chimique a été mise au point pour améliorer les propriétés mécaniques du populaire papier d’aluminium. Les autres éléments tels le manganèse, le zinc, le cuivre, le chrome, le magnésium et le titane sont contrôlés et maintenus à des valeurs très faibles. Les précipités de Al-Fe-Si agissent comme stabilisants de la microstructure, ce qui permet d’obtenir des grains fins et une combinaison « résistance et ductilité » désirée pour les feuillards minces et les produits d’emballage variés.

Remarques sur la microstructure

À l’état non attaqué, des précipités aux joints de grains et au pourtour des bras dendritiques sont visibles. Ils sont reconnaissables par leur apparence « d’écriture chinoise » ou de « script chinois » et sont composés de Al-Fe-Si (Mn) sous forme de (Fe, Mn)₃SiAl₁₂ ou de α(Al-Fe, Mn-Si).

Des précipités de Al-Fe-Si sous forme de Fe₃SiAl₁₂ et possiblement sous forme de Fe₃Si₂Al₁₂ peuvent également être distingués.

La vitesse élevée de refroidissement entraîne la formation de plusieurs composés métastables comme le FeAl₆ ou de quelques variantes de ce composé auxquelles du manganèse et/ou du cuivre peuvent se rattacher sous forme de (Fe,Mn)Al₆.

L’attaque au HF 1 % accentue les mêmes précipités.

Quant à l’attaque au Barker avec lumière polarisée et filtre teintant, elle montre que près de la surface de la pièce, les grains sont légèrement « allongés » (colonnaires), ce qui est cohérent avec le refroidissement dirigé de cette plaque brute de fonderie. Légèrement plus loin de la surface de la plaque, la microstructure devient rapidement équiaxe.

Selon la « méthode des interceptions » de la norme ASTM E112, la taille des grains à 1 mm sous la surface correspond à un indice « G » de 3, ce qui donne une dimension moyenne des grains de 127 µm.

Remarques sur les propriétés mécaniques

Cet alliage a des propriétés en mise en forme exceptionnelles. Les tôles peuvent être laminées à froid jusqu’à l’obtention de feuillards d’une épaisseur de 0,006 mm avec une seule ou deux surfaces ayant un fini poli.

Préparation métallographique

1. Meulage sur papier 320 grains (2 min);
2. Polissage avec particules diamantées en suspension : MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-Mol 3 µm (6 min.) (optionnelle), MD-Mol 1 µm (5 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry (1 min.) (finition).

Applications possibles

L’alliage AA 8011 est une solution de remplacement aux alliages AA 1235, 8079 et 8006 pour plusieurs applications d’emballage qui doivent prévenir toute moisissure, protéger de l’air ou d’autre gaz et protéger contre les micro-organismes et les rayons ultra-violets. L’alliage AA 8011 peut aussi remplacer les alliages AA 3003 et AA 8006 employés pour fabriquer des contenants alimentaires variés.

Applications typiques : sacs de chips, sacs à grains de café, sacs de noix, jus en sacs, nouilles, couvercles de pots de yogourt, bouchons de bouteilles de vin et d’alcool, couvercles de contenants alimentaires, couvercles de contenants stériles, feuillards stériles du domaine médical, feuillards et plaques d’impression, isolants de fils électriques, échangeurs de chaleur, condensateurs pour climatiseurs.

Provenance/Fabrication

La plaque a été produite par le procédé CCR (« continuous casting and rolling ») chez Novelis, Usine Saguenay, Québec, Canada (2005).

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