Nouvel alliage pour l'aviation et la cosmonautique mis au point par des chercheurs russes

Les chercheurs en matériaux de l'Université nationale de science et de technologies MISiS ont mis au point un moyen innovant et économique de fabriquer des alliages de magnésium pour l'industrie aérospatiale et la construction mécanique.

Le nouveau type de flux permet d'obtenir un métal inédit présentant une résistance accrue à la corrosion et affichant de grandes propriétés mécaniques. Les éléments structurels et les détails en magnésium permettront de réduire considérablement la masse des avions et des voitures.

Le magnésium est un métal très léger dont la densité (1,73g/cm3) est inférieure à celle du titane (4,5g/cm3) ou de l'aluminium (2,7g/cm3). Pour l'aviation et l'espace, où la bataille pour chaque kilogramme fait rage, cela représente une différence très conséquente. Cependant, la faible résistance à la corrosion des alliages de magnésium d'origine russe ne permet pas de les utiliser dans la construction aéronautique, spatiale et automobile, ce qui impacte négativement la compétitivité du matériel russe sur le marché mondial.

Les alliages de magnésium se caractérisent par une forte activité chimique à l'état fondu, ce qui rend impossible de les faire fondre sans mesures de protection particulières excluant un contact avec l'air.

C'est pourquoi, à l'aube de l'industrie magnésique déjà, de telles mesures ont été élaborées: un sel fusible — flux — est appliqué à la surface du métal fondu qui coule et préserve le métal contre l'oxydation et l'inflammation. En moyenne, 300 kg de flux sont nécessaires pour la fusion, le raffinage et les opérations auxiliaires pour la production d'une tonne d'alliage magnésique.

Les chercheurs du MISiS ont utilisé de la carnallite, une roche de l'Oural, en tant que base du flux. Ils y ont injecté seulement 30% de chlorure de calcium pour obtenir un flux à l'effet purificateur élevé. La solution améliorée et le moyen de fabrication assurent une bonne liquidité, une longue période à partir du moment d'application du flux jusqu'à l'apparition des premiers foyers d'inflammation à la surface du métal fondu et surtout une absence totale de défauts dans les inclusions salines. Au final, la technologie garantit une augmentation de la résistance corrosive des pièces magnésiques, une diminution des pertes de composants de l'alliage et, par conséquent, une composition chimique stable des alliages.

"L'utilisation de cette technologie mise au point par le MISiS conjointement avec son partenaire industriel OK STROIBIS (le plus grand producteur en Russie de matériaux auxiliaires pour la métallurgie non ferreuse) permettra d'exclure la formation de résidus contenant le baryum toxique, d'améliorer la qualité de l'alliage magnésique produit, d'accroître sa compétitivité sur le marché national et extérieur et, en fin de compte, d'augmenter aux substitution des importations dans le secteur aérospatial et automobile de l'industrie russe", a déclaré Anton Nalivaïko, ingénieur en chef du Centre d'ingénierie des technologies industrielles du MISiS.

A l'échelle industrielle, cette technologie permettra de réduire le coût de la fusion magnésique de 20-30% et d'accroître sa résistance à la corrosion, ce qui remédiera aux deux raisons principales de l'usage restreint de tels alliages dans le secteur aérospatial russe.

Les ingénieurs travaillent actuellement à la création d'une plate-forme expérimentale pour obtenir un échantillon-test de flux de haute efficacité pour des essais en laboratoire à plus grande échelle.