Etude de l’effet des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques d’un alliage à base d’aluminium

Abstract

Cette étude s’inscrit dans le cadre de l’analyse des alliages d’aluminium de la série 6xxx, notamment les Al-Mg-Si, largement utilisés dans l’industrie, l’automobile, l’aéronautique et le bâtiment grâce à leur faible densité, leur bonne résistance à la corrosion et leurs bonnes propriétés mécaniques, ainsi que leur aptitude au durcissement par précipitation. Plusieurs traitements thermiques ont été appliqués, notamment l’homogénéisation, la trempe, le vieillissement artificiel et le vieillissement naturel, afin d’étudier leur influence sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l’alliage d’aluminium 6063 de type Al-Mg-Si. L’étude expérimentale a été réalisée à l’aide de la microscopie optique (MO) et des essais de microdureté Vickers (HV). Les résultats montrent que le traitement d’homogénéisation améliore la répartition des phases secondaires et homogénéise la matrice d’aluminium. Les résultats du vieillissement artificiel révèlent que le traitement à 100 °C favorise le début de la formation des zones Guinier-Preston (GP), ce qui contribue à l’augmentation progressive de la dureté. À 200 °C, le processus de précipitation devient plus efficace avec la formation des précipités métastables β’’, responsables des valeurs maximales de dureté et du durcissement structural. En revanche, le vieillissement à 300 °C accélère l’évolution des précipités vers des phases plus stables telles que β’ et β (Mg₂Si), provoquant ainsi un phénomène de sur vieillissement accompagné d’une diminution de la dureté due à la croissance des précipités et à la réduction de leur effet de blocage des dislocations. L’étude montre également que les meilleures propriétés mécaniques ont été obtenues à 200 °C pour une durée de vieillissement optimale, correspondant à l’état optimal de précipitation. L’alliage suit la séquence de précipitation caractéristique des alliages Al-Mg-Si : SSS → Zones GP → β’’ → β’ → β (Mg₂Si), où la phase β’’ représente la phase la plus durcissante et la plus efficace dans l’amélioration de la microdureté. Le vieillissement naturel après trempe favorise également la formation des zones GP, tandis que le double vieillissement améliore davantage les propriétés mécaniques grâce à une précipitation plus fine et plus homogène.