Développement d'une base de données thermodynamique de type ingénierie pour l'élaboration des alliages Al-Si-Fe-Mn-(Cr-Ni-V)

RÉSUMÉ: Les alliages à base d'aluminium sont les alliages non ferreux les plus utilisés dans le monde et connaissent une croissance importante soulignée par une augmentation de 6% de la production mondiale de ce métal en 2017 [1]. La production de ce métal se fait à partir de la bauxite, un minerai traité par les procédés Bayer et Hall-Héroult afin d'en extraire de l'aluminium pur. Cependant, il faut noter que le procédé Bayer qui consiste à séparer l'alumine de la bauxite, ainsi que le procédé Hall-Héroult qui repose sur plusieurs réactions d'électrolyse, ne purifient pas totalement l'aluminium final et y laissent des traces des divers éléments contenus dans le minerai primaire et dans les électrodes respectivement. L'aluminium primaire produit n'est donc pas pur et contient des impuretés telles que le silicium, le fer, le chrome, le nickel et le vanadium issues des procédés d'extraction. À cela peuvent s'ajouter des éléments d'addition volontairement introduits pour atteindre des caractéristiques thermodynamiques plus spécifiques tels que le silicium, le fer et le manganèse. Ces éléments peuvent jouer un rôle important sur la thermodynamique des alliages en favorisant notamment la formation de certaines phases intermétalliques fragilisantes ou de défauts de surface macroscopiques tels que les Fir-Tree-Zones par exemple.ABSTRACT:

Abstract

Aluminium-based alloys are the most widely used non-ferrous alloys in the world and are experiencing significant growth, highlighted by a 6% increase in world production of this metal in 2017 [1]. This metal is produced from bauxite, an ore processed by the Bayer and Hall-Héroult processes to produce pure aluminum. However, it should be noted that the Bayer process, which consists in separating alumina from bauxite, as well as the Hall-Héroult process, which is based on several electrolysis reactions, does not completely purify the final aluminum and leaves traces of the various elements contained in the primary ore and electrodes respectively. The primary aluminium produced is therefore not pure and contains impurities such as silicon, iron, chromium, nickel and vanadium from the extraction processes. To this can be added addition elements voluntarily introduced to achieve more specific thermodynamic characteristics such as silicon, iron and manganese. These elements can play an important role in the thermodynamics of alloys by promoting the formation of certain weakening intermetallic phases or macroscopic surface defects such as Fir-Tree-Zone for example.