Hostname: page-component-7479d7b7d-767nl Total loading time: 0 Render date: 2024-07-09T17:23:39.091Z Has data issue: false hasContentIssue false

Précipitation métastable dans les alliages Al 6XXX : apports de l’imagerie en STEM-ADF à l’échelle atomique

Published online by Cambridge University Press:  28 September 2012

T. Epicier
Affiliation:
Université de Lyon, INSA-Lyon, MATEIS, umr CNRS 5510, Bât. B. Pascal, 69621 Villeurbanne Cedex, France. e-mail : thierry.epicier@insa-lyon.fr
C. Cayron
Affiliation:
CEA, LITEN, DEHT, Plateforme de Nanocaractérisation, Minatec, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble, France; e-mail : cyril.cayron@cea.fr
Get access

Abstract

Le durcissement structural est un moyen important et efficace d’améliorer les propriétés mécaniques des alliages d’aluminium. Dans le cas de la série 6XXX (système Al-Mg-Si), une séquence de précipitation complexe s’opère, qui est significativement modifiée par l’ajout d’une quantité mineure de cuivre. Nous nous intéressons ici à l’alliage 6061 (Al – Mg 1 wt. % – Si 0,6 wt. % – Cu 0,25 wt. %). À 300 °C, des phases métastables proches, QP, QC et Q(′) co-existent lors de vieillissements de quelques minutes à une heure. Bien que de nombreuses études par TEM et HRTEM aient déjà été publiées sur cet alliage, les structures atomiques de ces phases ne sont pas connues avec précision. Ceci a motivé la présente étude en « STEM-ADF », qui contrairement à la TEM conventionnelle, est par essence insensible aux effets de diffraction et devrait ainsi permettre une meilleure description à l’échelle atomique. Nous montrons que la phase basée sur la phase Q est en fait identique à la phase stable Q-AlxCu2Mg12−xSi7 phase. Nous avons également précisé la structure de la phase QC : un modèle est proposé (groupe spatial Q-6), proche de la structure hexagonale P-62m préalablement identifiée par un des auteurs (C.C.). Nous discutons finalement la ségrégation du cuivre à la périphérie des précipités, ainsi que les relations structurales entre les phases QP et Q(′).

Type
Research Article
Copyright
© EDP Sciences 2012

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Hardouin Duparc, O.B.M., Metall. Mater. Trans. A 41A (2010) 1873-1882
Matsuda, K., Uetani, Y., Sato, T., Ikeno, S., Metall. Mater. Trans. A 32A (2001) 1293-1299
Miao, W.F., Laughlin, D.E., Metall. Mater. Trans. A 31A (2000) 361-371
F. Danoix, T. Epicier, F. Vurpillot, D. Blavette, Atomic-scale imaging and analysis of single layer GP zones in a model steel, J. Mat. Sci. Lett., DOI 10.1007/s10853-011-6008-4, à paraître
Edwards, E.G., Stiller, K., Dunlop, G.L., Couper, M.J., Acta Mater. 46 (1998) 3893-3904
Andersen, S.J., Zandbergen, H.W., Jansen, J., Traeholt, C., Tundal, U., Reiso, O., Acta Mater. 46 (1998) 3283-3298
Matsuda, K., Naoi, T., Fujiia, K., Uetani, Y., Sato, T., Kamio, A., Ikeno, S., Mat. Sci. Engineer. A262 (1999) 232-237
Matsuda, K., Ikeno, S., Tada, S., J. Japan Inst. Metal. 57 (1993) 1107-1113
Epicier, T., Guichon, G., Dafir, D., Merle, P., Mat. Sci. Forum 126-128 (1993) 121-124
Cayron, C., Buffat, P.A., Acta Mater. 48 (2000) 2639-2653
Jacobs, M.H., Phil. Mag. 26 1 (1972) 1-13
Vissers, R., van Huis, M.A., Jansen, J., Zandbergen, H.W., Marioara, C.D., Andersen, S.J., Acta Mater. 55 (2007) 3815-3823
Dumolt, S.D., Laughlin, D.E., Williams, J.C., Scripta Metall. 18 (1984) 1347-1350
Sagalowicz, L., Lapasset, G., Hug, G., Phil. Mag. Lett. 74 (1996) 57-66
Ravi, C., Wolverton, C., Acta Mater. 52 (2004) 4213-4227
Matsuda, K., Sakaguchi, Y., Miyata, Y., Uetani, Y., Sato, T., Kamio, A., Ikeno, S., J. Mater. Sci. 35 (2000) 179-189
Arnberg, L., Aurivillius, B., Acta Chem. Scand. A 34 (1980) 1-5
Owen, E.A., Preston, G.D., Proc. Phys. Soc. London 36 (1924) 341-48
Massardier, V., Epicier, T., Merle, P., Acta Mater. 48 (2000) 2911-2924
Marioara, C.D., Andersen, S.J., Stene, T.N., Hasting, H., Walmsley, J., Van Helvoort, A.T.J., Holmestad, R., Philos. Mag 87 (2007) 3385-3413
Andersen, S.J., Marioara, C.D., Vissers, R., Frøseth, A., Zandbergen, H.W., Mat. Sci. Eng. A 444 (2007) 157-169
J. Cowley, dans : principles of Analytical Electron Microscopy, éd. J.J. Hren, J.L. Goldstein, D.C. Joy, Plenum Press : New York, 1986, pp. 343-368
Crewe, A.W., Science 221 (1983) 325-330
Scanning Transmission Electron Micro- scopy. Imaging and Analysis, éd. S.J. Pennycoock, P.D. Nellist, Springer: New York, 2011, 762 p.
Massardier, V., Epicier, T., Mat. Sci. Forum 396-402 (2002) 851-856
Hawkes, P.W., Phil. Trans. R. Soc. A 367 (2009) 3637-3664
O.L. Krivanek, N. Delby, M.F. Murfitt, dans : Handbook of Charged Particle Optics, 2nd éd., J. Orloff, CRC Press : Boca Raton, 2009, pp. 601-640
Jesson, D.E., Pennycook, S., Proc. Roy. Soc. London A449 (1995) 273-293
Treacy, M.M.J., Microporous and Mesoporous Materials 28 (1999) 271-292
C. Koch, thèse Ph.D. Determination of core structure periodicity and point defect density along dislocations, Arizona State University, USA, May 2002, 163 p.; voir également http://www.christophtkoch.com/stem/index.html
Matsuda, K., Teguri, D., Uetani, Y., Sato, T., Ikeno, S., Scripta Mater. 47 (2002) 833-837
Hasting, H.S., Walmsley, J.C., Van Helvoort, A.T.J., Marioara, C.D., Andersen, S.J., Holmestad, R., Phil. Mag. Lett. 86 (2006) 589-597
Gaber, A., Mossad Ali, A., Matsuda, K., Kawabata, T., Yamazaki, T., Ikeno, S., J. Alloys Compounds 43 (2007) 149-155
T. Epicier, V. Massardier, P. Merle, HRTEM and nano-analytical study of metastables precipitates in aluminiuym alloy 6061, p. 253–258 dans Electron Microscopy and Analysis 1999, éd. C.J. Kiely, I.O.P. Conference Series No. 161, I.O.P. : Bristol, 1999
C. Cayron, thèse No. 246, TEM study of interfacial reactions and precipitation mechanisms in Al2O3 short fibers or SiC particles reinforced Al-4Cu-1Mg-0.5Ag squeeze-cast composites, EPFL, Suisse, 2000