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Title:
ALUMINUM-BASED ALLOY WITH IMPROVED LONG-TERM MECHANICAL STRENGTH AT HIGH TEMPERATURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/106305
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an aluminum-based alloy comprising, in weight percentages, 6 to 16% of titanium, 2 to 6% of iron, 0.2 to 11.5% of chromium, 0.2 to 2.5% of vanadium, 0.2 to 1.5% of nickel, 0.2 to 1% of zirconium, 0.03 to 3% of cerium, and 0.01 to 1% of lanthanum, the rest consisting of aluminum and inevitable impurities.

Inventors:
AUGUSTIN, Rémi (Rond-Point René Ravaud-Réau, MOISSY-CRAMAYEL, 77550, FR)
PIELLARD, Mickaël (Rond-Point René Ravaud-Réau, MOISSY-CRAMAYEL, 77550, FR)
Application Number:
FR2018/053042
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN (2 Boulevard du Général Martial Valin, Paris, Paris, 75015, FR)
International Classes:
C22F1/04; B22F3/02; B22F9/04; B22F9/08; C22C21/00
Domestic Patent References:
WO1998010108A11998-03-12
Foreign References:
EP0606572A11994-07-20
EP0530560A11993-03-10
EP0693567A21996-01-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
DESORMIERE, Pierre-Louis et al. (CABINET BEAU DE LOMENIE, 158 Rue de l'Université, PARIS CEDEX 07, 75340, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Alliage à base d'aluminium comprenant en pourcentages massiques :

6 à 16% de titane,

- 2 à 6% de fer,

0,2 à 1,5% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

0,2 à 1,5% de nickel,

0,2 à 1% de zirconium,

- 0,03 à 3% de cérium,

0,01 à 1% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

2. Alliage selon la revendication 1 comprenant en pourcentages massiques :

6 à 16% de titane,

2 à 6% de fer,

0,2 à 1,5% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

- 0,2 à 1,5% de nickel,

0,2 à 1% de zirconium,

0,2 à 3% de cérium,

0,05 à 0,8% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

3. Alliage selon la revendication 2 comprenant en pourcentages massiques :

9 à 16% de titane,

2 à 6% de fer,

- 0,2 à 1,5% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

0,2 à 1,5% de nickel,

0,2 à 1% de zirconium,

0,2 à 1% de cérium,

- 0,05 à 0,5% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

4. Alliage selon la revendication 3 comprenant en pourcentages massiques :

9 à 15% de titane,

3 à 5,5% de fer,

0,8 à 1,5% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

0,5 à 1,2% de nickel,

0,2 à 0,4% de zirconium,

0,5 à 1% de cérium,

0,15% à 0,5% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

5. Alliage selon la revendication 4 comprenant en pourcentages massiques :

9 à 14% de titane,

3 à 5,5% de fer,

0,8 à 1,3% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

0,5 à 1% de nickel,

0,2 à 0,4% de zirconium,

0,5 à 1% de cérium,

0,2 à 0,5% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

6. Alliage selon la revendication 5 comprenant en pourcentages massiques :

10 à 14% de titane,

3 à 5,5% de fer,

0,8 à 1,2% de chrome,

0,5 à 2,5% de vanadium,

0,5 à 0,9% de nickel,

0,2 à 0,4% de zirconium,

0,5 à 1% de cérium,

0,2 à 0,5% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

7. Alliage selon la revendication 6 comprenant en pourcentages massiques :

10 à 13% de titane,

3 à 5% de fer,

0,8 à 1,2% de chrome,

0,5 à 2,5% de vanadium,

0,7 à 0,9% de nickel,

0,2 à 0,4% de zirconium,

0,5 à 0,9% de cérium,

0,2 à 0,4% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

8. Alliage selon la revendication 7 comprenant en pourcentages massiques :

11 à 13% de titane,

4 à 4,5% de fer,

0,8 à 1,2% de chrome,

0,5 à 1,5% de vanadium,

0,7 à 0,9% de nickel,

0,2 à 0,4% de zirconium,

0,5 à 0,9% de cérium,

0,2 à 0,3% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

9. Procédé de fabrication d'une pièce d'une turbomachine en alliage à base d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une étape de solidification de l'alliage dans laquelle l'alliage passe de l'état liquide à l'état solide avec une vitesse de refroidissement supérieure ou égale à 104 °C/s.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la pièce est réalisée par fabrication additive par fusion laser d'une poudre de l'alliage.

11. Procédé selon la revendication 9, comprenant les étapes suivantes : fabrication d'une poudre à partir de l'alliage obtenu à l'étape de solidification ;

frittage de la poudre ainsi fabriquée pour obtenir la pièce.

Description:
Titre de l'invention

Alliage à base d'aluminium à tenue mécanique améliorée en vieillissement à températures élevées

Arrière-plan de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine général des alliages légers pour les turbomachines, et plus particulièrement les alliages à base d'aluminium.

Les équipements des turbomachines en alliages légers à base d'aluminium, et plus particulièrement les turbomachines pour aéronef, sont soumis à des températures de plus en plus élevées (typiquement entre 200°C et 300°C) sous sollicitations mécaniques de fatigue.

Cela est par typiquement le cas pour les carters d'huile, la température de l'huile tendant à augmenter dans les dernières générations de turbomachines, ou bien pour les aubes du redresseur secondaire (également appelé OGV, pour « Outtet Guide Vane » selon la terminologie anglo-saxonne).

Les exigences de durée de vie pour les équipements de turbomachines augmentent, particulièrement pour les turbomachines d'aéronef pour lesquels les durées de vie doivent être supérieures à 90000 heures de vol.

Or, les alliages à base d'aluminium utilisés actuellement ne permettent pas d'obtenir des caractéristiques mécaniques élevées après vieillissement à des températures comprises entre 200°C et 300°C.

En effet, à de telles températures, les alliages connus subissent en général un abattement conséquent, c'est à dire une forte réduction, de leurs caractéristiques mécaniques après 10000 heures de fonctionnement.

Un abattement des caractéristiques mécaniques des alliages à base d'aluminium entraîne un surdimensionnement des pièces afin de respecter la contrainte de durée de vie des équipements.

L'abattement des caractéristiques mécaniques des alliages actuels est lié à l'instabilité de la microstructure de l'alliage.

Une telle instabilité de la microstructure de l'alliage se traduit en particulier par le grossissement de la taille des grains et le grossissement des précipités obtenus à l'issu des traitements thermiques réalisés pour la fabrication du matériau.

En effet, dans les alliages à base d'aluminium classiques, des précipités, ou phases, apparaissent après mise en solution de l'alliage, trempe et revenu.

Ces précipités, durcissent la matrice de l'alliage en fonction des durées et des températures des traitements thermiques réalisés, le temps et la température influant directement sur la taille de ces précipités.

Les alliages connus possèdent des précipités qui croissent trop rapidement lors d'un vieillissement avec une température comprise entre 200°C et 300°C, provoquant un abattement des caractéristiques mécaniques de ces alliages.

Objet et résumé de l'invention

La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un alliage à base d'aiuminium comprenant en pourcentages massiques :

6 à 16% de titane,

2 à 6% de fer,

0,2 à 1,5% de chrome,

0,2 à 2,5% de vanadium,

0,2 à 1,5% de nickel,

0,2 à 1% de zirconium,

0,03 à 3% de cérium,

0,01 à 1% de lanthane,

le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

On définit par alliage à base d'aluminium un alliage dont le pourcentage massique en aluminium est majoritaire.

On définit les impuretés inévitables comme les éléments qui ne sont pas ajoutés de manière intentionnelle dans la composition et qui sont apportés avec d'autres éléments. Parmi les impuretés inévitables, on peut notamment citer le silicium (Si) et le carbone (C).

L'alliage selon l'invention possède une meilleure tenue à la fatigue sous des températures comprises entre 200°C et 300°C. Notamment, l'alliage selon l'invention possède une taille des grains qui est plus stable grâce à un mécanisme de blocage des joints de grains.

Ce mécanisme de blocage des joints de grains est notamment obtenu par des précipités dispersés uniformément dans l'alliage qui sont plus fins et plus stables dans le temps lors d'une exposition en température.

Cet alliage léger à base d'aluminium est destiné à la fabrication d'équipements de turbomachines, tels que des carters d'huile ou des aubes de redresseur de compresseur basse pression (OGV).

Cet alliage léger à base d'aluminium peut également être utilisé pour fabriquer des pièces structurales pour des aéronefs autres que des pièces de turbomachine, comme par exemple pour fabriquer des éléments de trains d'atterrissage.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 6 à 16% de titane, 2 à 6% de fer, 0,2 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,2 à 1,5% de nickel, 0,2 à 1% de zirconium, 0,2 à 3% de cérium, 0,05% à 0,8% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 9 à 16% de titane, 2 à 6% de fer, 0,2 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,2 à 1,5% de nickel, 0,2 à 1% de zirconium, 0,2 à 1% de cérium, 0,05 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des éventuelles impuretés, comme par exemple le silicium.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 9 à 15% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 1,2% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,15% à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 9 à 14% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,3% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 1% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,2 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables. L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 10 à 14% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 0,9% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,2 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 10 à 13% de titane, 3 à 5% de fer, 0,8 à 1% de chrome, 0,5 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 0,9% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,2 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 10 à 13% de titane, 3 à 5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 2,5% de vanadium, 0,7 à 0,9% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 0,9% de cérium, 0,2 à 0,4% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 11 à 13% de titane, 4 à 4,5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 1,5% de vanadium, 0,7 à 0,9% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 0,9% de cérium, 0,2 à 0,3% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

Selon un aspect additionnel, l'invention concerne une pièce d'une turbomachine en un alliage à base d'aluminium selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ladite pièce étant de préférence une pièce structurale de la turbomachine. Par pièce structurale on étend ici une pièce qui supporte des charges mécaniques. Les charges mécaniques peuvent être des charges statiques, comme cela est par exemple le cas pour ces pièces de liaison mécanique de la turbomachine, comme par exemple des entretoises des aubes fixes de guidage de sortie de soufflante (ou OGV). Les charges peuvent également être des efforts dynamiques, comme cela peut par exemple être le cas d'éléments tournant de la turbomachine qui doivent supporter des efforts centrifuges. La pièce peut également être une pièce qui n'est pas structurale.

Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce d'une turbomachine en alliage à base d'aluminium selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, comprenant une étape de solidification de l'alliage dans laquelle l'alliage passe de l'état liquide à l'état solide avec une vitesse de refroidissement supérieure ou égale à 10 4 °C/s.

Selon une caractéristique additionnelle, la pièce est réalisée par fabrication additive par fusion laser d'une poudre de l'alliage.

Selon une caractéristique supplémentaire, le procédé comprend les étapes suivantes :

- fabrication d'une poudre à partir de l'alliage obtenu après l'étape de solidification ;

- frittage de la poudre ainsi fabriquée pour obtenir la pièce.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

- la figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé de fabrication d'une pièce de turbomachine selon l'invention ;

- la figure 2 représente schématiquement les étapes d'une variante du procédé de fabrication dans laquelle la pièce est obtenue par frittage ;

- la figure 3 représente schématiquement les étapes d'une variante du procédé de fabrication dans laquelle la pièce est obtenue par fabrication additive par fusion d'une poudre d'alliage avec un laser.

Description détaillée de l'invention

L'alliage selon l'invention comprend une base d'aluminium et de titane, à laquelle sont associés cinq métaux de transition que sont le fer, le chrome, le vanadium, le nickel et le zirconium.

De plus, l'alliage comprend deux terres rares que sont le cérium et le lanthane.

L'alliage comprend 6 à 16% de titane, 2 à 6% de fer, 0,2 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,2 à 1,5% de nickel, 0,2 à 1% de zirconium, 0,03 à 3% de cérium, 0,01 à 1% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des éventuelles impuretés, comme par exemple le silicium.

Une telle composition d'alliage permet d'assurer une meilleure tenue au vieillissement à des températures comprises entre 200°C et 300°C.

En effet, la Demanderesse s'est aperçue que les relations massiques : 3,8% < (Fe% + Cr%) < 7% et 1,9 < Ti%/(Cr% + Fe%) < 2,9 permettent d'optimiser les propriétés de tenues en température de l'alliage.

De plus, un ratio de pourcentage massique de [Ti%-i-Fe%]/AI% inférieur à 1/4 (0,25) permet à l'alliage de conserver une bonne propriété d'allongement à la rupture.

En outre, l'association de vanadium et de zirconium permet de stabiliser les phases intermétalliques présentent dans l'alliage, permettant ainsi d'améliorer la tenue au vieillissement en température.

De plus, le cérium et le lanthane permettent une modification et un affinement des phases apparaissant lors de la fusion de l'alliage, favorisant une précipitation fine et dispersée lors d'une solidification rapide.

L'alliage peut comprendre de manière avantageuse, en pourcentages massiques, 6 à 16% de titane, 2 à 6% de fer, 0,2 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,2 à 1,5% de nickel, 0,2 à 1% de zirconium, 0,2 à 3% de cérium, 0,05% à 0,8% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

L'alliage peut également comprendre de manière avantageuse, en pourcentages massiques, 9 à 16% de titane, 2 à 6% de fer, 0,2 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,2 à 1,5% de nickel, 0,2 à 1% de zirconium, 0,2 à 1% de cérium, 0,05 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des éventuelles impuretés, comme par exemple le silicium.

De manière préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 9 à 15% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,5% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 1,2% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,15% à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables. De manière encore plus préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 9 à 14% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,3% de chrome, 0,2 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 1% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,2 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

De manière encore plus préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 10 à 14% de titane, 3 à 5,5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 2,5% de vanadium, 0,5 à 0,9% de nickel, 0,2 à

0,4% de zirconium, 0,5 à 1% de cérium, 0,2 à 0,5% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

De manière encore plus préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 10 à 13% de titane, 3 à 5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 2,5% de vanadium, 0,7 à 0,9% de nickel, 0,2 à 0,4% de zirconium, 0,5 à 0,9% de cérium, 0,2 à 0,4% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

De manière encore plus préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 11 à 13% de titane, 4 à 4,5% de fer, 0,8 à 1,2% de chrome, 0,5 à 1,5% de vanadium, 0,7 à 0,9% de nickel, 0,2 à

0,4% de zirconium, 0,5 à 0,9% de cérium, 0,2 à 0,3% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables..

De manière encore plus préférentielle, l'alliage comprend, en pourcentages massiques, 12% de titane, 4,25% de fer, 1% de chrome, 1% de vanadium, 0,8% de nickel, 0,3% de zirconium, 0,75% de cérium, 0,25% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables.

Le cérium et le lanthane peuvent par exemple être ajoutés à l'élaboration de l'alliage par ajout de mischmétal. Toutefois, le cérium et le lanthane peuvent être ajoutés de manière indépendante lors de l'élaboration de l'alliage.

L'alliage selon l'invention possède une taille des grains qui est plus stable dans le temps lors d'une exposition à des températures comprises entre 200°C et 300°C, grâce à des précipités dispersés de manière uniforme dans l'alliage qui sont d'une taille plus faible et qui sont plus stables lors d'une exposition à la température que les précipités présents dans les alliages actuels. De tels précipités, en plus de la composition de l'alliage, sont obtenus grâce à une solidification très rapide de l'alliage.

Les précipités sont majoritairement en AbFesTis, des éléments pouvant être substitués par d'autres composants de l'alliage, comme par exemple le nickel, le chrome, le vanadium.

Ainsi, comme illustré à la figure 1, le procédé de fabrication d'une pièce en alliage comprend les étapes suivantes :

- Mélange des constituants de l'alliage et obtention de l'alliage sous forme liquide. Dans cette étape les différents constituants l'alliage, l'aluminium, le titane, le fer, le chrome, le vanadium, le nickel, le zirconium, le cérium et le lanthane, sont mélangés en phase liquide. Un tel mélange permet l'obtention de l'alliage, ledit alliage étant encore en phase liquide.

- Solidification de l'alliage par refroidissement avec une vitesse de refroidissement supérieure ou égale comprise à 10 4 °C/s. En effet, une vitesse de refroidissement supérieure à 10 4 °C/s permet d'obtenir les précipités désirés, c'est-à-dire de faible taille et stables dans le temps lors d'une exposition à une température comprise entre 200°C et 300°C. Le refroidissement de l'alliage pour sa solidification peut par exemple être effectué par trempe sur roue (ou melt spinning » selon la terminologie anglo-saxonne), par atomisation sous forme de fines gouttelettes refroidies sous gaz neutre, ou par tout autre procédé permettant d'obtenir une telle vitesse de refroidissement.

Après l'étape de solidification, l'alliage possède les propriétés de résistance aux contraintes mécaniques lors d'une exposition en température, il n'est donc pas nécessaire de réaliser un traitement thermique une fois l'alliage solidifié. Cependant, un traitement thermique peut être réalisé, notamment lors de la mise en forme de la pièce en alliage.

Une fois solidifié, l'alliage peut être mis en forme selon plusieurs solutions possibles.

Par exemple, comme cela est illustré sur la figure 2, le procédé de fabrication peut comprendre les étapes suivantes :

- Fabrication d'une poudre à partir de l'alliage obtenu lors de l'étape de solidification. - Frittage de la poudre et obtention de la pièce. Pour ce faire, la poudre est mise dans un moule afin de lui donner la forme de la pièce à fabriquer, et est compactée. Le compactage peut être réalisé à chaud ou à froid, et sous vide, ou sous atmosphère contrôlé. Enfin, si le compactage a été réalisé à froid, la poudre dans le moule est chauffée afin de faire diffuser la poudre de l'alliage et donner sa cohérence à la pièce. Le frittage peut également être un frittage flash (ou SPS, pour «Spark Plasma Sintering », selon la terminologie anglo-saxonne).

Cependant, d'autres méthodes de fabrication sont possibles. La pièce peut par exemple être mise en forme par forgeage, pour laminage à froid ou laminage à chaud, par extrusion, ou par mise en forme par formage superplastique (ou SPF, pour Superplastic forming », selon la terminologie anglo-saxonne).

Par ailleurs, la pièce en alliage selon l'invention peut être réalisée par fabrication additive, ou impression tridimensionnelle (3D), dans laquelle de la poudre d'alliage est fondue par un laser. En effet, la Demanderesse s'est aperçu que la solidification de la goûte d'alliage fondue par le laser permet de donner à l'alliage ses propriétés de vieillissement en température.

La figure 3 illustre la variante selon laquelle la pièce est fabriquée par fabrication additive dans laquelle la poudre d'alliage est fondue par laser. La poudre d'alliage utilisée pour la fabrication additive peut par exemple être réalisée par atomisation.

Le substrat sur lequel la pièce est fabriquée, ainsi que la portion de la pièce déjà réalisée permettent d'absorber très rapidement la chaleur au vu de la faible quantité d'alliage fondu avec le laser. La goutte d'alliage fondue avec le laser se solidifie avec une vitesse de refroidissement supérieure ou égale à 10 4 °C/s.

Ainsi, lorsque la pièce est fabriquée par fabrication additive, il n'est pas nécessaire que la poudre d'alliage utilisée ait déjà été solidifiée avec une vitesse de refroidissement supérieure ou égale à 10 4 °C/s, ce qui simplifie la fabrication de la poudre utilisée pour la fabrication additive. L'utilisation de la fabrication additive avec cet alliage apporte ainsi un double avantage, d'une part des pièces avec une forme très complexe peuvent être fabriquées, et d'autre part le procédé de fabrication est simplifié car l'étape de solidification est réalisée par la fabrication de la pièce avec le laser.

Des tests de dureté ont été réalisés sur des éprouvettes selon l'invention. Deux variantes de fabrication ont été testées à partir de l'alliage selon l'invention. La première variante de fabrication étant réalisée par frittage, et la deuxième variante de fabrication étant réalisée par fabrication additive par fusion laser.

Pour la première variante de fabrication, les éprouvettes selon l'invention ont été réalisées en un alliage comprenant, en pourcentages massiques, 12% de titane, 4,25% de fer, 1% de chrome, 1% de vanadium, 0,8% de nickel, 0,3% de zirconium, 0,75% de cérium, 0,25% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables. L'alliage liquide a été solidifié par un refroidissement par trempe sur roue (melt spinning). Les rubans obtenus lors de la solidification de l'alliage ont été broyés afin de former une poudre, cette poudre ayant été utilisée pour fabriquer les éprouvettes par frittage flash (SPS).

Deux types d'éprouvettes ont été fabriqués. Des éprouvettes de type A ont été réalisées par frittage à 400°C pendant 5 minutes à 200 MPa. Des éprouvettes de type B ont été réalisées par frittage à 425°C pendant 10 minutes à 200 MPa.

Les éprouvettes de type A ont une dureté Vickers de 224 Hv (+/- 10 Hv) à 20°C. Les éprouvettes de type B ont une dureté Vickers de 206 Hv (+/- 10 Hv) à 20°C. De tels résultats sont très positifs car ils sont presque deux fois supérieurs aux résultats des alliages à base d'aluminium traditionnels à solidification rapide, comme par exemple le RSA-8009. Ainsi, au-delà du vieillissement en température, l'alliage selon l'invention possède des caractéristiques mécaniques supérieures à celles des alliages traditionnels.

De plus, les éprouvettes ont subies un test de vieillissement sous une température de 200°C. Les éprouvettes de type A, après 576 heures de vieillissement à 200°C, ont une dureté Vickers de 200 Hv (+/- 10 Hv) à 20°C. Les éprouvettes de type B, après 768 heures de vieillissement à 200°C, ont une dureté Vickers de 199 Hv (+/- 10 Hv) à 20°C. Ainsi, les caractéristiques mécaniques des éprouvettes selon l'invention sont très stables dans le temps lors d'une exposition en température.

Pour la deuxième variante de fabrication, les éprouvettes selon l'invention ont été réalisées en alliage comprenant, en pourcentages massiques, 12,5% de titane, 4,3% de fer, 1,1% de chrome, 0,8% de vanadium, 0,85% de nickel, 0,3% de zirconium, 0,65% de cérium, 0,25% de lanthane, le complément étant constitué d'aluminium et des impuretés inévitables. L'alliage liquide a été solidifié par atomisation sous forme de poudre, cette poudre ayant utilisée pour fabriquer des éprouvettes de type C par fabrication additive par fusion de la poudre avec un laser.

Les éprouvettes de type C ont une dureté Vickers de 225 Hv (+/- 15 Hv) à 20°C. De tels résultats sont très positifs car ils sont presque deux fois supérieurs aux résultats des alliages à solidification rapide à base d'aluminium traditionnels, comme par exemple le RSA-8009. Ainsi, au-delà du vieillissement en température, l'alliage selon l'invention possède des caractéristiques mécaniques supérieures à celles des alliages traditionnels.