Modifications des propriétés d’endommagement de l’aluminium 7475 en tôle de forte épaisseur par le procédé de friction-malaxage

Les alliages d’aluminium de la série 7000 sont largement utilisés dans l’industrie aéronautique pour leur excellent rapport entre limite d’élasticité et masse. Le procédé de friction-malaxage (FSP pour Friction Stir Processing) est une technique intéressante dans le but de modifier localement la microstructure de ces alliages. En effet, la rotation de l’outil FSP entraîne une déformation plastique de la matière et son échauffement par frottement. Par conséquent, un raffinement de la taille des grains est observé dû à une recristallisation sans passer par l’état liquide. Cependant, la chaleur générée lors du procédé peut aussi entraîner la dissolution des précipités de durcissement qui confèrent les caractéristiques mécaniques de la tôle. L’objectif de ce travail est donc de raffiner la taille des grains sans affecter significativement l’état de précipitation antérieur au FSP afin de décorréler les effets de la taille des grains et de l’état de précipitation structurelle sur les propriétés d’endommagement. Une analyse micrographique révèle que l’outil FSP génère, après son passage dans la matière, une zone appelée noyau (NZ pour nugget zone), présentant une taille de grains raffinée et une dissolution partielle des précipités de durcissement. Cette zone noyau est entourée par une zone affectée thermo-mécaniquement (TMAZ pour thermo-mechanically affected zone), présentant des grains déformés mais de taille comparable au métal de base et présentant également une dissolution partielle des précipités. Autour de ces deux premières zones, la zone affectée thermiquement (HAZ pour heat affected zone) présente des grains similaires au métal de base. La HAZ présente cependant des précipités de durcissement sur-vieillis. Des essais de dureté indiquent que les trois zones sont adoucies par rapport à l’état initial. Des traitements thermiques sont ensuite appliqués au matériau afin de restaurer l’état de précipitation antérieur au FSP. Un vieillissement artificiel à 120°C permet