Etude de la précipitation et des mécanismes de dislocations dans l'alliage Al(CuMg)2650

par Jérôme Majimel

Thèse de doctorat en Physique de la matière

Sous la direction de Marie-José Casanove et de Guy Molenat.

Soutenue en 2002

à Toulouse, INSA .

mots clés

• Alliages aluminium-cuivre -- Fluage
• Magnésium -- Alliages
• Dislocations dans les métaux
• Matériaux -- Effets des hautes températures
• Précipitation (chimie)
• Interfaces cristallines
• Microscopie électronique en transmission
• Chimie analytique

Résumé

Le cahier des charges de l'Avion de Transport Supersonique du Futur prévoit une vitesse de croisière proche de celle du Concorde, mais pendant une durée de vie 4 fois supérieure. L'alliage d'aluminium retenu par l'ONERA pour le fuselage, l'alliage 2650 (Al-Cu-Mg), doit être résistant à 100-130ʿC au fluage de longue durée et tolérant aux dommages. Ma thèse présente un double objectif : 1)comprendre les mécanismes dislocationnels contrôlant dans ces conditions la plasticité de l'alliage, 2)améliorer la connaissance de la précipitation durcissante de cet alliage. Pour cela, l'outil privilégié a été la microscopie électronique en transmission, notamment en modes conventionnel et haute résolution. Nous avons notamment montré que l'activation thermique provoque le mouvement dévié des dislocations ce qui favorise leur multiplication et le contournement des précipités. Ceux-ci sont de trois types dont deux qui créent une contrainte dans la matrice.

Résumé

Severe flying conditions have been retained for the future Supersonic Civil Transport aircraft: this aircraft is planned to have a four times longer lifetime than Concorde's one. The selected aluminium alloy for fuselage skin, the 2650(AlCuMg) one, has therefore to exhibit both a high damage tolerance and a strong resistance to long term creep in the 100ʿC-130ʿC temperature range. My thesis aims consequently at : 1)understanding the dislocation mechanisms which control the alloy plasticity under such conditions, 2)improving the knowledge of the hardening precipitation in this alloy. The main part of this investigation has been carried out using the transmission electron microscopy in its conventional and high resolution modes. We show that thermal activation allows cross-slip events on the dislocations and therefore, dislocation multiplication and precipitates by-passing. Three type of precipitates have been identified, two of them introducing strain fields in the matrix