Effet d’une addition d’Argent (Ag) sur le comportement mécanique et structural de l’alliage d’aluminium 6063

Abstract

L'objectif de cette thèse est l'étude du comportement mécanique et structural d’un alliage d'aluminium 6063 contenant une faible teneur d’Argent (Ag). Le travail est réparti en deux grandes parties. La première partie est consacrée à l'étude de la cinétique de précipitation de la phase β'' en conditions isothermes et non-isothermes de l’alliage dans un état initialement non déformé en utilisant le modèle de JMA. L’analyse de la cinétique isotherme a montré que la précipitation de la phase β'' obéit au modèle de JMA. Les analyses par DSC ont révélé que l’addition de Ag a modifié la séquence de précipitation de l’alliage 6063 par la formation d’une phase métastable supplémentaire pré-β''. Le calcul des énergies d'activation a montré que la formation de la phase pré-β'' a accéléré la cinétique de précipitation de la phase β''. Dans la seconde partie, l'alliage étudié a subi une déformation plastique sévère ECAP jusqu'à 4 passes. Le mécanisme de déformation plastique analysé par la nanoindentation instrumentée a suggéré que l’ajout de Ag a supprimé le glissement des joints de grains (GBs) et a conduit à l’apparition de la restauration dynamique au-delà de la deuxième passe. L’apparition de la restauration dynamique a été confirmée par les analyses DSC. L'analyse de la microstructure par DRX a révélé une tendance à un état de saturation au-delà de la première passe en raison de l'apparition précoce de la restauration dynamique, ce qui implique que l'addition de Ag a stabilisé la microstructure des échantillons ECAP. L'évaluation des contraintes résiduelles et l'état de durcissement par DRX après une passe ECAP ont mis en évidence l’hétérogénéité de déformation dans les régions proches de la surface de la billette traitée. Cette hétérogénéité de déformation diminue avec la pénétration en profondeur dans la première passe et l’augmentation le nombre de passes ECAP. La simulation par la méthode des éléments finis (FEM) a montré que l’hétérogénéité de déformation peut être minimisée par l’incorporation d'un curseur mobile dans la partie inférieure de dispositif ECAP et en choisissant soigneusement la route de traitement.