CHAPITRE XXI TRAITEMENTS THERMIQUES TD

Niveau: Secondaire, Lycée
CHAPITRE XXI : TRAITEMENTS THERMIQUES (TD) A.-F. GOURGUES-LORENZON L'ingénieur dispose d'une large palette d'outils pour maîtriser les microstructures (Chapitre VII) et ainsi optimiser les propriétés des matériaux. On s'intéresse ici aux propriétés mécaniques, et en particulier à la résistance qui dépend étroitement de la microstructure (Chapitre XX). Trois thèmes sont retenus dans ce chapitre : • Germination et croissance de précipités durcissants. • Principes d'un traitement thermique de trempe et revenu. • Combinaison entre dureté et formabilité via un contrôle des phases en présence durant tout le procédé de fabrication du matériau Les deux exercices abordent chacun ces trois thèmes, montrant que les concepts et outils mis en oeuvre sont similaires pour un alliage métallique (Exercice 1) et pour une céramique (Exercice 2). EXERCICE 1 : DURCISSEMENT STRUCTURAL DES ALLIAGES D'ALUMINIUM INTRODUCTION Les ailes et le fuselage d'un avion sont soumises, en service, à de multiples sollicitations mécaniques et chimiques (corrosion par l'eau salée : penser à l'atterrissage par la mer à l'aéroport de Nice Côte d'Azur !). Dans cet exercice, on s'intéresse à la limite d'élasticité d'un alliage couramment utilisé pour le fuselage, l'Alliage 2024 (ou Duralumin), dont la composition chimique est donnée dans le Tableau 1. TABLEAU 1 : COMPOSITION CHIMIQUE TYPIQUE DE L'ALLIAGE 2024 (% EN MASSE) (NORME EN) Elément Al Mg Cu Mn Fe Si % en masse base 1,2 à 1,8 3,8 à 4,9 0

• matériaux pour l'ingénieur


• mg cu


• alliages al-cu riches en al


• diffusion du cuivre dans l'aluminium


• limite d'élasticité de l'aluminium pur


• résistance mécanique du matériau


• trempe


• al-cu


• alliage


• phase cristalline