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Traitement à l’hydrogène des bains d’aluminium

20/11/2013

Projet R1A2095
Diffusion réalisée en 2011 / 2012
Une présentation des résultats a été faite à la Commission Technique de la Métallurgie Aluminium Magnésium 2012 et un article sera publié dans Fonderie magazine au 2ème semestre 2012.

Lors d’un projet antérieur sur la qualité des alliages d’aluminium, les résultats obtenus avaient montré qu’après un gazage volontaire à l’argon+ hydrogène, les propriétés mécaniques de l’alliage (AlS7Mg) s’étaient révélées meilleures que celles d’un alliage non gazé.

Objectifs

Il s’agit ici de confirmer ou d’infirmer les résultats obtenus et d’en trouver l’origine, par quelques essais de validation (tests de faisabilité avant un éventuel programme plus complet)

Travaux réalisés

Dans un premier temps, deux séries de fusions d’essai ont été réalisées, puis renouvelées pour confirmation :

  • Fusion 1 = décrassage + barbotage H2 + barbotage N2
  • Fusion 2 = décrassage + barbotage N2 + barbotage H2 + barbotage N2

Les résultats obtenus lors ces premiers essais semblent confirmer les résultats antérieurs :

  • pour un bain fortement gazé, l’éprouvette « AFNOR » conduit à un indice de qualité élevé ;
  • l’effet positif de l’hydrogène n’a pas pu être clairement prouvé ;
  • il est clairement montré qu’un traitement de 12 mn de dégazage est insuffisant (avec le rotor utilisé) pour atteindre le plus haut niveau de qualité. Le traitement du bain doit être au moins de 24 mn. On obtient alors un indice de qualité de 476 MPa ;
  • l’effet bénéfique du barbotage d’un gaz est aussi visible sur la dispersion des résultats, l’écart type passant de 60 MPa à 25 MPa pour l’indice de qualité.

Points majeurs

Les résultats obtenus lors de ce premier essai semblent confirmer ceux observés précédemment, quant à l’action positive d’un traitement à l’hydrogène vis-à-vis des caractéristiques statiques : le dégazage et le gazage à l’hydrogène améliorent indépendamment l’indice de qualité et la dispersion des résultats.

Leur association donne les meilleurs résultats, tant en terme de moyenne que de dispersion. Le traitement doit par contre être complété d’un dégazage assez long afin de garantir une densité suffisamment élevée.

Un doute subsiste sur l’intérêt d’un traitement à l’hydrogène. Toutefois, le fait d’augmenter la durée du traitement de dégazage a manifestement un impact positif. Il faudrait compléter ces essais afin de déterminer la valeur maximale d’indice de qualité « possible » et la durée de traitement optimale. Il est à souligner que sur une éprouvette, la valeur de 512 MPa a été atteinte pour un allongement de 14% !

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