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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 originale d’une épaisseur d’environ 16 mm a été obtenue par coulée continue Hazelett (fiche Al-43). Un échantillon a été laminé à froid par multiples passes pour obtenir un taux de réduction de 50 %, correspondant à une épaisseur finale de 8 mm (fiche Al-41). Finalement, un traitement thermique de recristallisation a été appliqué sur l’échantillon écroui selon les paramètres suivants :

1. Montée en température à 400 °C;
2. Maintien pendant 3 heures à cette température;
3. Refroidissement lent au four (porte ouverte).

État métallurgique

L’état métallurgique est celui obtenu à la suite d’un recuit de recristallisation et est identifié par la lettre « O ». L’état « O » est normé du point de vue des propriétés mécaniques par la norme ISO 6361-2:2014.

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, les précipités sont gris pâle, et des précipités grisâtres de ⍺-AlFeSi et Al-Fe se distinguent partiellement.

Les attaques chimiques au HF 0,5 % et au Keller révèlent davantage les précipités de Al-Fe-Si, de Al-Fe-Ni (rosette) et de Al-Fe (voir l’onglet Constituants). Les précipités plus foncés sont plus riches en fer que ceux ayant une teinte grisâtre, qui sont plus riches en silicium.

L’attaque au Barker avec filtre teintant et lumière polarisée permet d’observer la taille des grains et leur degré d’uniformité. Durant la recristallisation, la température n’est pas suffisamment élevée pour dissoudre les précipités de Al-Fe ou de Al-Fe-Si. Ainsi, après recristallisation, les nouveaux joints de grains créés ne concordent plus avec les précipités originaux formés en front de solidification lors du refroidissement (procédé CCR).

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 4, ce qui donne une dimension moyenne des grains de 89,8 µm. Il est à noter qu’à l’origine (AA 1050 CCR, fiche Al-43), la taille moyenne des grains était de « G = 3 », ce qui correspond à une dimension 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. L’état recristallisé après déformation à froid reforme la structure et affine la taille des grains. Cela permet d’effectuer d’autres étapes de déformation à froid et de réaugmenter les propriétés par écrouissage.

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-43 Aluminium de corroyage AA 1050 CCR

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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