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    Des scientifiques conçoivent un nouvel alliage à haute résistance pour l'aviation et l'automobile

    © Sputnik . Maksim Blinov
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    Des chercheurs de l'Université nationale de science et de technologies MISiS ont mis au point de nouveaux alliages d'aluminium peu coûteux et efficaces pour une utilisation dan la conception de différents moyens de transport modernes. L'article présentant leur étude a été publié dans la revue Materials Science and Engineering A.

    Après les alliages de fer, l'aluminium et ses alliages sont ceux qui connaissent la plus large utilisation. L'aluminium est facile à forger, à façonner, à laminer et se distingue par sa faible densité. Les éléments en aluminium sont légers.

    Les alliages d'aluminium possèdent une haute résistance à la corrosion, une haute conductivité thermique et électrique (ils conduisent la chaleur et le courant électrique avec des pertes minimales), solidité et plasticité, ainsi qu'une bonne fabricabilité. Ils sont largement utilisés dans la construction aéronautique: par exemple, dans de nombreux avions de ligne les éléments en aluminium représentent plus de 20% de la masse de toutes les structures. Les alliages d'aluminium remplacent des pièces d'acier dans les voitures, ce qui allège leur poids et permet de réduire leur consommation.

    La technologie traditionnelle pour la construction mécanique, qui consiste à produire des pièces à parois minces de profil complexe, est basée sur les méthodes d'emboutissage. Elle se caractérise par un coefficient réduit d'utilisation du métal, un grand nombre de pièces et d'éléments de fixation (les pièces complexes obtenues par emboutissage se composent d'éléments à réunir par rivage ou soudure).

    Ces défauts sont éliminés grâce au formage superplastique (SPF) qui permet d'obtenir des constructions massives légères à géométrie complexe.

    Les chercheurs de l'université MISiS se sont fixé pour objectif d'élaborer des alliages d'aluminium à haute résistance à température ambiante qui conviendraient pour le formage superplastique à grande vitesse.

    «Les éléments nécessaires sont fondus dans un four à environ 800°C en y ajoutant une forme spéciale. Puis les lingots sont adoucis et roulés en feuilles. A chaque étape il est important de contrôler leur microstructure, dont les paramètres déterminent la structure de la feuille finale après les opérations intermédiaires. Pour cela nous utilisons des microscopes zoomant jusqu'à 20.000 fois. Puis nous analysons les propriétés des échantillons d'alliages, la résistance et la plasticité à température ambiante et élevée (400-500°C) par la méthode d'allongement à la rupture», a expliqué à Sputnik Anastasia Mikhaïlovskaïa, directrice d'étude et maître de conférences à l'université MISiS.

    D'après la spécialiste, l'obtention de l'effet de plasticité accrue lors du traitement des métaux par la pression permet en une seule opération, sur un équipement de puissance relativement faible, d'obtenir des pièces de forme complexe très proches de la forme finale - ce qui permet de réduire considérablement le travail et le coût de fabrication de la pièce. De plus, cette méthode permet d'éviter le martelage manuel pour apporter la géométrie voulue à la pièce.

    Il existe actuellement plusieurs alliages très plastiques pour le formage superplastique, qui possèdent pour la plupart des vitesses de déformation très basses et un allongement relatif d'environ 300%, a déclaré Anna Kichtchik, coauteure de l'étude, doctorante à l'université MISiS.

    «L'usinage d'une pièce de complexité moyenne à une telle vitesse demande plusieurs heures, le coût du processus technologique représente 70-80% du coût final de la pièce. Par conséquent, la réduction du temps de formage de plusieurs fois permettra d'accroître la production et de réduire le coût de la pièce. Nous proposons de nouveaux alliages convenables pour le SPF - cela réduit le temps d'obtention d'une pièce jusqu'à 15-20 minutes, et le seuil de déformation dépasse 400%. Telles sont les propriétés de notre alliage, qui est 20-30% plus solide que ses analogues», a-t-elle précisé.

    Avant le lancement de l'alliage dans la production, les chercheurs comptent procéder à l'approbation dans la production de feuilles. Les scientifiques se chargeront prochainement de l'obtention d'un brevet international.

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    Tags:
    transports, Université nationale de technologie et de recherche (MISIS), aluminium
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