Made in Russia: comment la Russie révolutionne le secteur aérospatial

Des chercheurs de l'Université nationale des sciences et technologies (MISiS), en collaboration avec leurs confrères de l'Institut des matériaux légers et des technologies de la compagnie Rusal, ont mis au point un alliage très résistant grâce à une fabrication additive.

Le matériau permettra de garantir un fonctionnement efficace des appareils à de hautes températures (par exemple, des voitures et des avions). L'article présentant cette élaboration a été publié dans la revue Materials Letters.

La fabrication additive (FA) est une technologie universelle qui laisse présager l'abandon prochain des méthodes de fonte. L'une des méthodes les plus répandues de FA est le frittage sélectif par laser (FSL).

Les pièces en alliage basés sur le système Al-Si (aluminium-silicium), synthétisées selon la technologie FSL, possèdent une forte solidité à température ambiante. Cependant, en règle générale, cette dernière diminue à des températures supérieures à 200°C.

«Les défauts tels que les fissures chaudes et les particules de poudre non fondues sont des problèmes typiques qui accompagnent la fabrication de pièce par frittage sélectif par laser», souligne Alexandre Tchourioumov, l'un des auteurs de l'étude et maître de conférences à MISiS.

Les chercheurs de la MISiS et les collaborateurs de l'Institut des matériaux légers et des technologies ont opté pour l'alliage de silumine afin d'améliorer les caractéristiques mécaniques du matériau.

«Nous avons mis au point une composition chimique de l'alliage et les paramètres du FLS assurant une structure sans défaut et les propriétés mécaniques nécessaires d'un nouvel alliage résistant à la chaleur Al-Si-Ni-Fe (aluminium-silicium-nickel-fer). Il est bien connu que le nickel peut améliorer les propriétés mécaniques des alliages Al-Si-Fe grâce à la réduction des phases durcissantes», explique Alexandre Tchourioumov.

Pour le nouvel alliage, les chercheurs ont mis au point un régime hautement productif de FSL assurant une densité volumique du matériau synthétisé à hauteur de 99,8% du niveau théorique. La forte solidité est assurée par la structure fine du matériau formée par les phases Si, Al5Fe(Ni, Cu) et Al3(Ni, Cu).

Selon les auteurs, les matériaux élaborés seront utiles pour obtenir des pièces de forme complexe avec une géométrie optimisée pour les voitures, le matériel aéronautique et spatial.