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métallographiques

Nomenclature

Les alliages d’aluminium de corroyage de la série 1xxx sont non alliés et leur pureté est rigoureusement contrôlée. Les chiffres « 50 » indiquent que cet alliage contient un minimum de 99,50 % d’aluminium. L’alliage AA 1050 porte aussi les désignations équivalentes Al99.5, NF A5, CSA 9950, S1B et A91050.

Méthode d’élaboration

La plaque d’une épaisseur de 15 mm a été obtenue par coulée continue Hazelett. L’aluminium liquide est coulé en continu dans un moule horizontal, et la plaque est refroidie sur une courroie en acier (machine de coulée à double bande de type Hazelett twin-belt caster).

État métallurgique

L’état métallurgique est brut de coulée sans aucune réduction de section. Ce produit est destiné à un laminage à chaud, puis à un laminage à froid pour lui conférer son épaisseur finale.

Remarques sur la composition chimique

L’alliage AA 1050 est d’une pureté très élevée, soit un minimum de 99,5 % d’aluminium. Cette nuance d’alliage d’aluminium AA 1050 ne contient que du fer (0,4 % maximum) et du silicium (0,25 % maximum). La somme de toutes les teneurs des éléments d’alliage ne doit pas dépasser 0,5 %. Les autres éléments tels le manganèse, le zinc, le cuivre, le chrome, le magnésium et le titane sont rigoureusement contrôlés et maintenus à des valeurs très faibles. Les précipités de Fe-Si agissent comme stabilisants de la microstructure, ce qui permet d’obtenir des grains fins (Al_mFe, Al₃Fe₃, Al₆Fe et ⍺-AlFeSi tel Al₇Fe₂Si).

Remarques sur la microstructure

À l’état non attaqué, des précipités grisâtres de ⍺-AlFeSi révèlent partiellement certains contours de grains, qui peuvent également apparaître sous forme de « rosettes ». La présence de nickel (probable Al-Fe-Ni) est notée. Les « rosettes » se forment durant la solidification lorsque du métal liquide, riche en éléments d’alliage, est emprisonné entre les premières dendrites solidifiées. Leur présence est un indicateur d’un refroidissement rapide.

Par ailleurs, en raison du taux de refroidissement élevé, la combinaison des images relevées par la microscopie optique et la microscopie électronique à balayage (MEB) permet d’identifier une structure en forme de plumes, qui correspond probablement au Al_mFe (voir l’onglet Constituants). Des précipités de Al₆Fe sont présents et apparaissent aussi en grisâtre avec une forme plus compacte (dite « plaque recourbée »). Les précipités de Al₃Fe sont formés lors d’un refroidissement lent (conditions d’équilibre) et apparaissent habituellement sous forme d’aiguilles. Aucun n’a pu être identifié formellement.

Les attaques chimiques au HF 0,5 % ou au Keller révèlent davantage les précipités principalement localisés dans les espaces interdendritiques ou sous forme de rosettes.

L’attaque électrolytique au Barker permet d’observer trois types de grains : des grains de petite taille, dans la zone de peau en contact avec la surface du moule (refroidissement rapide); des grains dits « colonnaires », entre 100 µm et 1300 µm de profondeur, typiques d’une extraction de chaleur dirigée; et des grains équiaxes, au-delà de 1300 µm de profondeur.

Selon la « méthode des interceptions » de la norme ASTM E112, la taille des grains à 2 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 présente des propriétés en mise en forme exceptionnelles. Les tôles peuvent être laminées à froid jusqu’à l’obtention de feuillards minces.

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)

Fiches d’alliages associés

• Al-41 Aluminium de corroyage AA 1050
• Al-44 Aluminium de corroyage AA 1050 O

Applications possibles

L’alliage d’aluminium AA 1050 possède une excellente résistance à la corrosion et il est facile à souder et à braser, mais sa principale qualité recherchée est sa formabilité. Il est souvent utilisé pour diverses applications nécessitant une mise en forme à partir d’une tôle ou d’une feuille. Une autre de ses caractéristiques est son indice de réflexion élevé, une propriété recherchée en construction architecturale. Ses limitations sont principalement sa faible résistance mécanique et sa faible usinabilité (car il est trop ductile). L’alliage AA 1050 est utilisé dans le domaine maritime, l’industrie automobile, les usines de procédés chimiques, l’industrie pharmaceutique, en architecture et dans l’industrie de l’emballage (packaging).

Applications typiques : contenants alimentaires, électroménagers, gainage de câbles, câbles conducteurs électriques, objets décoratifs, portes et fenêtres, panneaux de signalisation routière, revêtements pour d’autres nuances d’alliages d’aluminium (cladding).

Provenance/Fabrication

La plaque a été produite à l’aide du procédé CCR (« continuous casting and rolling ») par Novelis, Usine Saguenay, Québec, Canada (2005).

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