Study of the precipitation in third generation Al-Li-Cu alloys – Relationships between microstructure and mechanical properties
Etude de la précipitation dans les alliages Al-Li-Cu de troisième génération – Relations entre microstructures et propriétés mécaniques
Résumé
The aim of this work consists in understanding the microstructural evolutions of two Al-Li-Cu alloys of the 2000 series during heat treatments and to link the microstructures observed with the resulting mechanical properties. Nanometre scale characterization techniques such as small angle X-ray scattering and transmission electron microscopy have been used to identify precipitation sequences during heat treatments and to measure the growth kinetics of the main precipitates occurring in the two alloys, namely T1 (Al2CuLi) and δ' (Al3Li). The precipitation kinetics as a function of thermomechanical treatments applied prior to the annealing heat treatment has also been studied. A model accounting for T1 precipitation during heat treatment has been proposed. The study of yield stress, plastic behaviour and reversibility of plastic flow as a function of heat treatment makes it possible to understand the influence of precipitation on mechanical properties, using a model describing work hardening as the addition of an isotropic contribution and a kinematic contribution. Finally, the study of short-transverse toughness and of the fracture modes evolution by tearing tests pointed out a strong influence of heat treatment duration on the evolution of intergranular precipitation.
L'objectif de cette étude est de progresser dans la compréhension des évolutions microstrucutrales de deux alliages Al-Li-Cu de la série 2000 lors du revenu et de faire le lien entre les microstructures obtenues et les propriétés mécaniques résultantes. En s'appuyant sur des techniques de caractérisation telles que la diffusion centrale des rayons X et la microscopie électronique en transmission nous avons pu identifier les séquences de précipitation lors du revenu et mesurer les cinétiques de crois- sance des principales phases en présence dans les deux alliages, à savoir T1 (Al2CuLi) et δ' (Al3Li) ainsi que de caractériser leurs séquences de précipitation en fonction des conditions antérieures au revenu. Un modèle de cinétique de croissance de la phase T1 au cours du revenu est proposé. En parallèle, l'étude des évolutions de limite d'élasticité, de comportement plastique et de réversibilité du glissement lors du revenu ont permis de comprendre l'influence de la précipitation sur les évolutions des propriétés mécaniques, à l'aide d'un modèle décrivant l'écrouissage comme l'addition d'une composante isotrope et d'une compo- sante cinématique. Enfin, l'étude de la ténacité dans le sens travers court et de l'évo- lution des modes de rupture de l'alliage par des essais de déchirement ont mis en évidence une forte influence du temps de revenu sur l'évolution de la précipitation intergranulaire.
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