Quelles sont les principales méthodes de recuit de l'aluminium corroyé ?

Le recuit est un procédé de traitement thermique utilisé pour obtenir une composition homogène, une microstructure stable ou des propriétés de mise en œuvre favorables. En fonction de l'objectif visé, le recuit de l'aluminium corroyé se subdivise en recuit d'homogénéisation, recuit de recristallisation, recuit intermédiaire et recuit final.

Recuit d'homogénéisation

Le recuit d'homogénéisation est principalement pratiqué dans les fonderies d'aluminium et chez les fabricants d'alliages. Un refroidissement trop rapide peut provoquer un effet de trempe. Pour éviter cela, le matériau doit refroidir dans le four ou être empilé pour un refroidissement à l'air libre après sa sortie du four.

Recuit de recristallisation

Le recuit de recristallisation élimine les défauts cristallins et l'écrouissage provoqués par la déformation plastique, et améliore la ductilité et la ténacité. La recristallisation s'effectue par la nucléation et la croissance de nouveaux grains.

Recuit intermédiaire

Lors du formage à froid, il est souvent impossible d'obtenir la déformation importante requise en une seule opération. Un recuit intermédiaire élimine l'écrouissage et rétablit la ductilité, ce qui permet de poursuivre la déformation jusqu'à l'obtention de la taille et de la forme souhaitées.

Recuit final

En fonction de l'alliage et des exigences d'utilisation, le recuit final peut être un recuit partiel à basse température ou un recuit complet à haute température.

Le recuit complet consiste à chauffer un alliage écroui à froid ou partiellement trempé au-delà de sa température de transformation et à le maintenir à cette température jusqu'à ce qu'une solution solide monophasée se forme. Un refroidissement lent, généralement dans le four, permet à la solution solide de se décomposer et aux particules de la seconde phase de fusionner par diffusion.

Le recuit partiel consiste à chauffer l'alliage à une température appropriée inférieure au point de transformation critique, à le maintenir à cette température, puis à le refroidir relativement rapidement, généralement à l'air. Ce procédé permet d'éliminer une partie de l'effet d'écrouissage afin de faciliter une opération de formage ultérieure avec une déformation limitée, ou d'améliorer la ductilité tout en conservant une partie du renforcement dû à la déformation à froid, ce qui donne un état de demi-durcissement.

La majeure partie de l'énergie de déformation est dissipée sous forme de chaleur, mais une petite partie reste stockée dans le métal sous forme d'énergie potentielle liée à la distorsion du réseau cristallin et à des défauts tels que les défauts ponctuels, les dislocations, les limites de sous-grains et les défauts d'empilement. Cette énergie stockée, qui se traduit par une augmentation de l'énergie libre après déformation à froid, est à l'origine des modifications microstructurales.

Lorsqu'un métal ayant subi une déformation plastique est chauffé et maintenu à cette température, sa structure évolue en trois étapes. Au cours de la récupération, les grains fibreux allongés restent pratiquement inchangés au microscope. Au cours de la recristallisation, de nouveaux petits grains se forment au sein des grains déformés et croissent jusqu'à ce que la structure fibreuse soit entièrement remplacée par des grains équiaxes. Au cours de la croissance des grains, les nouveaux grains s’annulent mutuellement jusqu’à ce qu’ils atteignent une taille relativement stable. Un temps de maintien à une température progressivement plus élevée produit la même séquence.

Au cours de la récupération, la dureté ne diminue que légèrement tandis que la ductilité s'améliore ; la résistance évolue de manière similaire, car elle suit généralement la dureté. Au cours de la recristallisation, la dureté et la résistance diminuent considérablement et la ductilité augmente fortement. L'augmentation de la dureté et de la résistance induite par la déformation plastique est liée à une augmentation de la densité de dislocations. La densité de dislocations ne diminue que légèrement pendant la récupération, mais chute considérablement pendant la recristallisation.