Thèse de doctorat (2010)
Résumé
Le moulage est un procédé de mise en forme qui permet de produire rapidement et à bas prix des pièces d'aluminium de géométries complexes. Cependant, les pièces moulées de façon conventionnelle contiennent des défauts qui nuisent à leur résistance en fatigue. Pour cette raison, le matriçage et l'usinage sont généralement utilisés pour produire des pièces structurales critiques en aluminium. Le moulage semi-solide est un procédé à mi-chemin entre le moulage liquide et le matriçage. En développement depuis les années soixante-dix, ce procédé permet d'améliorer la qualité métallurgique des pièces de fonderie. Le principal avantage du moulage semi-solide (MSS) est de réduire la contraction à la solidification puisque la gelée injectée dans les moules est partiellement solide. Les pièces produites par MSS contiennent normalement moins de retassures que les pièces moulées à l'état liquide. De plus, la microstructure de ces pièces est globulaire ce qui les distingue des pièces moulées à l'état liquide qui possèdent une microstructure dendritique. Les résultats issus de la bibliographie montrent que le rhéomoulage et le thixomoulage ont des avantages sur les plans mécanique et économique. L'allongement à la rupture et la résistance en fatigue d'un matériau mise en forme par MSS sont normalement plus grands que ceux du même alliage mise en forme par moulage en coquille (MC). Toutefois, le ou les paramètres microstructuraux qui influencent la résistance en fatigue des pièces produites par MSS n'ont pas encore été identifié(s). Le but premier de ce travail est donc d'expliquer la différence de résistance en fatigue entre un matériau moulé en coquille et rhéomoulé sur la base de leurs différences microstructurales. Le travail expérimental a été réalisé sur l'alliage d'aluminium 357 produit en six matériaux de microstructures différentes. Cet alliage a été choisi puisqu'il est couramment utilisé dans l'industrie pour produire des pièces d'automobiles et d'aéronefs et il se rhéomoule facilement. De plus, cet alliage a été principalement utilisé pour développer la technologie SEED. D'abord, une quantification des paramètres microstructuraux et des propriétés mécaniques des matériaux a été effectuée. Cela a confirmé que les matériaux rhéomoulés ont une microstructure globulaire. Les résultats montrent aussi une augmentation de la limite d'élasticité de l'alliage attribuable au rhéomoulage. Toutefois, des quatre matériaux rhéomoulés, seuls ceux ayant subi une modification de leur structure eutectique ont un allongement à la rupture supérieur à celui des
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