Optimisation du traitement thermique pour l'aluminium imprimé

Le défi

L’AlSi7Mg et l’AlSi10Mg sont parmi les alliages d’aluminium les plus utilisés en fabrication additive métallique, mais les pièces produites par fusion laser sur lit de poudre (LPBF) contiennent des contraintes résiduelles significatives et des microstructures hors équilibre. Comprendre comment le traitement thermique affecte l’interrelation complexe entre les paramètres de processus, l’évolution microstructurale et les propriétés mécaniques finales est essentiel pour optimiser les procédures de post-traitement—mais les essais destructifs traditionnels ne fournissent que des instantanés, pas le suivi continu nécessaire pour suivre ces transformations.

La solution

Cette recherche a utilisé trois techniques complémentaires de caractérisation thermo-physique pour surveiller les changements microstructuraux pendant le traitement thermique. La résistivité électrique a suivi l’évolution du silicium dissous dans la matrice d’aluminium. La calorimétrie différentielle à balayage a capturé les réactions de précipitation. Les essais par excitation impulsionnelle ont mesuré les variations des propriétés élastiques et le comportement d’amortissement tout au long du cycle de traitement thermique.

Les mesures IET se sont révélées particulièrement précieuses, fournissant un retour d’information non destructif en temps réel sur l’évolution du module d’élasticité et du frottement interne lors de la transformation de la microstructure. Ce suivi continu a révélé les signatures caractéristiques des différentes étapes de précipitation et des mécanismes de relaxation des contraintes, permettant une corrélation directe entre les paramètres de traitement thermique et les résultats en termes de propriétés.

Résultats

L’approche combinée de caractérisation a réussi à relier l’évolution microstructurale aux phénomènes capturés par chaque technique, établissant des relations claires entre les conditions de traitement thermique et les propriétés finales. Cette méthodologie permet aux fabricants d’optimiser les cycles de détente des contraintes pour les alliages d’aluminium LPBF tout en comprenant exactement comment et quand les transformations critiques se produisent pendant le traitement thermique.