AElaboration et caractérisation microstructurale et mécanique de composites à matrice aluminium renforcée par des plaquettes monocristallines d'alumine alpha

par Véronique Massardier

Thèse de doctorat en Génie des Matériaux

Sous la direction de Paul Merle.

Soutenue en 1994

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Composites
• Aluminium -- Composés
• Microstructure (physique)

Résumé

Ce travail de thèse a porté sur l'évaluation des potentialités de nouvelles préformes de plaquettes d'alumine élaborées par la société Elf-Atochem dans le domaine des composites à matrice métallique. Le travail s'est articulé autour de trois axes de recherches : 1- l'élaboration du composite par infiltration d'une préforme par un métal à l'état liquide. Deux techniques d'infiltration différentes ont été utilisées: la technique de squeeze-casting et une technique d'infiltration sous moyenne pression. Les caractéristiques microstructurales les plus typiques des matériaux élaborés ont été étudiées, en vue de vérifier la qualité des matériaux élaborés. 2-l'étude de l'effet de l'introduction des plaquettes sur le traitement de durcissement structural d'un alliage Al-Mg-Si (le 6061). Elle a été menée à la fois lors d'une homogénéisation réalisée à haute température et lors d'un revenu effectué à une température comprise entre 125°C et 225°C. 3-la caractérisation mécanique du composite, afin de mettre en évidence l'influence des paramètres variables du matériau (taille, fraction volumique et orientation des plaquettes, nature et état micro structural de la matrice) sur les propriétés mécaniques du matériau. L'étude expérimentale a été complétée par quelques calculs théoriques.

Titre traduit

= Elaboration and micro structural and mechanical characterization of aluminum-based metal matrix composites reinforced with monocrystalline alpha alumina platelets

Résumé

This work of thesis dealt with the evaluation of the potentialities of new preforms of alpha-alumina platelets manufactured by Elf-Atochem. The research work was focused around three main axes : • the elaboration of the composite material by infiltration of a preform by a molten metal either by squeeze-casting or by a technique of medium pressure infiltration. The main micro structural features of the materials were analyzed. • the study of the effect of the introduction of the platelets in an age hard enable Al-Mg-Si alloy (the 6061 alloy) both during a solutionizing treatment carried out at a high temperature and during an aging treatment performed between 125°C and 225°C. • the mechanical characterization of the composite in order to evidence the influence of the variable parameters of the material (size, volume fraction and orientation of the platelets; nature and micros tructural state of the matrix) on its tensile properties. The experimental study was completed by theoretical considerations