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Grains de fonderie

Grains de fonderie

Une exigence importante concernant la structure du lingot est que son intérieur soit composé de grains de coulée sphériques fins et uniformes. Pour différents systèmes d’alliages, la formation de grains de coulée fins réduit la sensibilité aux fissures à chaud et à froid. De plus, la finesse des grains de coulée influe également sur le comportement à chaud du lingot, ainsi que sur la surface du produit extrudé et son aspect après traitement de surface. La structure de coulée à grains ouverts sphériques est obtenue par un traitement d’affinage des grains. La structure de l’alliage est affinée par l’ajout de grains de type A1TiB. Cette méthode consiste à introduire un fil ALTIB dans le canal de coulée lors de la coulée, puis se mélangent au métal en fusion, le TiB₂ – composant principal de l'alliage – se présentant sous forme de particules fines. Pour différentes compositions d'alliages d'aluminium, l'ajout d'AlTiB permet d'obtenir une granulométrie suffisamment fine.

La structure des pièces moulées de la plupart des alliages d'aluminium présente une structure allant des dendrites de maille élémentaire aux dendrites. Aux limites des grains coulés et aux limites des dendrites des cellules, l’eutectique formé lors de la solidification contient des composés métalliques dont la répartition est linéaire. La structure des grains et des dendrites des cellules élémentaires présente également les caractéristiques d’une ségrégation intragranulaire, c’est-à-dire que les éléments d’alliage sont également répartis de manière inégale au sein de ces structures. La formation de cette ségrégation intragranulaire est due à une solidification hors équilibre, les éléments d'alliage se déplaçant du centre du grain vers la limite de grain. Cet enrichissement conduit à la formation d'une phase eutectique à bas point de fusion entre le noyau cristallin et la limite de la dendrite de la cellule unitaire.

Grains de fonderie

La structure dendritique des cellules du lingot est fine et homogène. Pour les produits extrudés qui nécessitent un traitement de surface et sont destinés à un usage décoratif, les exigences en matière d'organisation sont particulièrement importantes. Les variations de taille des dendrites cellulaires peuvent entraîner l'apparition de stries à la surface.

La structure dendritique à cellules unitaires du lingot d'alliage d'aluminium est visible sur toute la section transversale de ce profil unique. La couche externe du lingot présente une structure dendritique à cellules unitaires grossières, formant une coque externe dure. La zone suivante présente une structure dendritique à cellules unitaires très fines. Plus on se rapproche du centre du lingot, plus la taille des dendrites à cellule unitaire est importante, et c'est au centre du lingot qu'elle est la plus grande. Des études ont montré que certains profils influencés par la taille des dendrites à cellule unitaire dépendent du diamètre du lingot.