Le processus de corrugation et de redressage répétitifs (RCS) améliore considérablement la résistance à la corrosion de l'alliage d'aluminium AA7075 en modifiant fondamentalement sa microstructure. En soumettant le matériau à une déformation plastique sévère, le RCS offre une stabilité électrochimique supérieure par rapport à l'état non déformé de l'alliage.
Point essentiel Le processus RCS affine la structure granulaire de l'alliage en un mélange hétérogène de tailles. Cette structure unique facilite la formation d'un film de passivation dense, riche en oxyde de magnésium, beaucoup plus efficace pour bloquer les milieux corrosifs que les couches standard d'hydroxyde d'aluminium.
Le mécanisme d'amélioration de la résistance
Les avantages du RCS ne sont pas seulement superficiels ; ils découlent de changements microstructuraux profonds qui altèrent la manière dont le matériau interagit avec son environnement.
Création d'une microstructure hétérogène
Le principal moteur de l'amélioration de la résistance à la corrosion est le raffinage des grains obtenu pendant le processus.
Le RCS ne comprime pas simplement le métal ; il crée une distribution complexe de tailles de grains. Cela inclut un mélange de grains à l'échelle micrométrique, submicrométrique et nanométrique.
Formation d'un film de passivation supérieur
Cette distribution unique des grains influence directement la qualité de la couche protectrice qui se forme à la surface de l'aluminium.
La structure raffinée favorise la croissance d'un film de passivation très uniforme et dense. Dans l'aluminium standard, ce film peut être poreux ou irrégulier, mais le RCS assure une barrière plus étanche.
Le rôle de l'oxyde de magnésium (MgO)
La composition chimique de ce film de passivation constitue l'avantage critique.
La structure induite par le RCS facilite la formation de composés d'oxyde de magnésium (MgO) au sein du film.
Comparés à l'hydroxyde d'aluminium traditionnel, ces composés de MgO possèdent une densité plus élevée et une anti-perméabilité supérieure. Cela agit efficacement comme un bouclier, ralentissant la pénétration des agents corrosifs dans la matrice de l'alliage.
Comment le processus obtient ces résultats
Pour comprendre la fiabilité de cette résistance, il est utile de comprendre la rigueur mécanique utilisée pour l'obtenir.
Déformation plastique sévère via des matrices sinusoïdales
Le processus RCS utilise des matrices à profil sinusoïdal actionnées par une presse hydraulique.
Ces matrices forcent la plaque AA7075 à subir des chemins de déformation par cisaillement spécifiques, plutôt qu'une simple compression.
Génération de contraintes multi-axiales
La technique implique une alternance entre des matrices sinusoïdales et plates.
De manière cruciale, l'échantillon est tourné de 90 degrés entre chaque passage. Ce traitement multidirectionnel assure une fragmentation et un affinement continus des grains sous contrainte multi-axiale, résultant en des textures cristallographiques complexes requises pour des performances élevées.
Comprendre les exigences du processus
Bien que les avantages en matière de corrosion soient clairs, leur obtention nécessite le respect strict de paramètres de traitement spécifiques.
Dépendance de la géométrie des outils
Les avantages dépendent entièrement de la géométrie des matrices. Un aplatissement ou un laminage standard ne produira pas les chemins de déformation par cisaillement spécifiques nécessaires pour générer les grains à l'échelle nanométrique qui conduisent à la formation de la couche de MgO.
La nécessité d'un traitement en plusieurs étapes
La stabilité électrochimique supérieure n'est pas atteinte en un seul passage. Le processus repose sur l'effet cumulatif de la corrugation, du redressage et de la rotation. Omettre la rotation de 90 degrés ou l'alternance des matrices entraînerait probablement des propriétés anisotropes ou un affinement insuffisant des grains, compromettant l'uniformité du film de passivation.
Faire le bon choix pour votre objectif
Lorsque vous envisagez le processus RCS pour l'AA7075, évaluez les exigences spécifiques de votre projet par rapport aux capacités du processus.
- Si votre objectif principal est la stabilité électrochimique maximale : Privilégiez le RCS pour tirer parti de la formation de la barrière dense d'oxyde de magnésium (MgO), qui offre une imperméabilité supérieure par rapport aux finitions standard.
- Si votre objectif principal est l'uniformité microstructurale : Assurez-vous que votre protocole de traitement suit strictement le programme de rotation de 90 degrés et d'alternance des matrices pour garantir la création de la distribution nécessaire de grains submicrométriques et nanométriques.
En utilisant le RCS, vous concevez efficacement la structure interne de l'alliage pour construire un bouclier auto-réparateur et de haute densité contre la corrosion.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Aluminium AA7075 Standard | AA7075 traité par RCS |
|---|---|---|
| Microstructure | Grains grossiers/uniformes | Hétérogène (du micromètre au nanomètre) |
| Film de passivation | Hydroxyde d'aluminium poreux | Couche barrière dense, riche en MgO |
| Raffinage des grains | Faible (brut de coulée/laminé) | Élevé (déformation plastique sévère) |
| Protection contre la corrosion | Standard | Anti-perméabilité supérieure |
| Contrainte mécanique | Uniaxiale/Standard | Déformation par cisaillement multi-axiale |
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Références
- Liliana Romero-Resendiz, G. González. Repetitive corrugation and straightening effect on the microstructure, crystallographic texture and electrochemical behavior for the Al-7075 alloy. DOI: 10.22201/icat.24486736e.2022.20.3.1789
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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