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Fréderic DE GEUSER

Etude par tomographie atomique de la précipitation dans les alliages AlMgSi

par LABGPM - publié le , mis à jour le

13 décembre 2005

Les alliages Al-Mg-Si-(Cu) de la série 6016 sont utilisés sous forme de tôles pour la réalisation d’ouvrants dans l’industrie automobile. Leur particularité est de pouvoir être durcis durant la cuisson des peintures (typiquement 30 minutes à 185°C). Ce phénomène s’explique par un durcissement structural : le traitement thermique de cuisson des peintures appliqué à une solution solide sursaturée active la diffusion des solutés et la précipitation de phases métastables plus ou moins cohérentes avec la matrice d’aluminium qui vont ralentir le mouvement des dislocations. Ces différentes phases métastables ont des tailles extrêmement petites (parfois inférieures à 1nm), ce qui les rend difficiles à analyser autrement qu’en sonde atomique tomographique. Une attention toute particulière a été apportée au développement de nouvelles techniques d’interprétation et de traitement des données afin de faire reculer les limites de l’instrument. Grâce à la sonde atomique, parfois couplée au microscope électronique en transmission, les mécanismes de précipitation de la phase beta" ont été mieux compris. En particulier, nous avons montré qu’un traitement de prérevenu à 90°C appliqué avant le revenu rendait ce dernier plus efficace par la formation d’amas diffus de Mg et de Si qui augmentent la densité numérique d’objets durcissants (amas +beta"). La présence d’aluminium dans les précipités a été démontrée. L’effet du prérevenu sur la corrélation entre les atomes durant les tout premiers stades de décomposition a été étudié directement par le calcul de fonctions partielles de corrélation de paires. Cette méthode a également permis de suggérer un scénario expliquant le durcissement pendant le stockage à l’ambiante par la formation d’atmosphères de solutés autour des dislocations, ralentissant ainsi leur mouvement.
Etude par tomographie atomique de la précipitation dans les alliages AlMgSi