Intermétalique fer-aluminium

[den55555]

Bonjour à tous,

J'étudie les propriétés mécaniques d'une soudure acier-alu. Lors d'une telle soudure, les deux métaux forment des composés intermetaliques, du FeAl3 et du Fe2Al5, qui fragilisent fortement la soudure.

J'aimerais avoir les propriétés mécaniques de ces composés pour les relier aux propriétés mécaniques de la soudure, c'est assez difficile de trouver de la documentation à ce propos.

Sinon ma vraie question c'est; je prends de la poudre de fer et d'alu que je mets dans les bonnes proportions dans un creuset et je fais fondre sous atmosphère protectrice pour éviter les redox, et faire un lingot Fe2Al5 dans lequel je coupe une éprouvette de traction pour obtenir les propriétés mécaniques, est-ce que c'est dangereux ? (en fait j'ai un peu du mal à trouver des explications la-dessus et j'ai peur qu'il y ait des réactions parasites ou que lorsque l'alu se combine avec le fer, ça fasse un dégagement de chaleur dangereux, ou autre ?)

(une autre idée, je prends une éprouvette en acier et je la plonge dans l'alu liquide, pour faire diffuser, est ce que ca vous semble mieux ?)

Merci pour l'aide et la bonne journée
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[LPFR]

Bonjour.
Je ne suis pas chimiste, mais il me semble que c’est un alliage et non un composé chimique.
Je ne pense pas qu’il y ait de quantités importantes de chaleur dégagées (s’il y en a).
Regardez ce que l’on trouve dans Google avec [iron aluminide].
Par exemple :
https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j...,d.d2s&cad=rja
http://www.dierk-raabe.com/iron-aluminides/
Au revoir.

[40CDV20]

Bjr,
Ce n'est pas non plus vraiment de la chimie, le volet physique me semble plus difficile.
S'il s'agit de crééer des combinaisons de référence pour la suite des opérations (FeAl, Fe3Al, Fe2Al5), c'est pas gagné et certainement pas le genre d'opérations qui se font sur le genoux.
Les alliages d'alu "classiques" posent déja problème en métallurgie par la réflectivité élevée et une conductuvité thermique importante. Ceci ajouté à une forte affinité pour l'oxygène qui conduit à la formation d'oxydes réduisant de fait la mouillabilité, font qu'il faut disposer d'un minimum de moyens et d'une forte puissance de fusion.
Par contre, par technique SLS ou SLM, à partir de poudres préalliées Fe/Al intermétalliques c'est plus facile, sauf qu'il faut disposer des moyens adhoc.
En ce qui concerne la soudure hétérogène acier non allié/alu, dans la mesure du possible le plus simple et qui règle une grande partie des problèmes est la galvanisation préalable qui augmente de façon notable la mouillabilité qui est une clé du succès.
Quant aux diffusions dans le cordon, quand la soudure est bien faite ce qui est assez rarement le cas, on observe généralement de la phase riche en alu (Fe2Al5) en périphérie, de l'équilibrée (FeAl) au centre et riche en fer en bordure (Fe3Al).
Effectivement on ne trouve pas grand chose en langue française, mais cherchez du côté publications de thèses mais également du côté de spécialistes par le biais des bulletins tel l'institut Mauperthuis qui se trouve à côté du Celar dans le 35.
Bonne suite.
Cdt.

[den55555]

Merci à vous pour vos réponses.

Après recherche j'ai trouvé que c'était extrêmement difficile à maitriser, c'est bien réalisable par coulée ou par diffusion de faire du Fe2Al5 mais il y a énormément de problèmes de fissuration lors du refroidissement.

Par frittage c'est apparemment plus "facile" d'éviter la fissuration mais le résultat est poreux, donc l'éprouvette ne sera pas valable.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
C'est une bonne approche des difficultés, bien que de telles éprouvettes "pures"n'apporteraient pas grand chose ou alors il faudrait qu'elles soient représentatives des zones de cordons en termes de ratio et de répartition.
Perso, je suis très réservé sur le réel intérêt de cette technique d'assemblage de matériaux dissemblables, c'était d'actualité dans les années 60, mais l'industrie ne disposant que de solutions techniques de type soudo-brasage, c'était tombé dans l'oubli.
L'avènement de la robotisation, des solutions de soudage par laser et autres flux énergétiques, et de moyens performants de caractérisation ont relancé le dossier.
Mais,...bof,...pas toujours convaincu, car si en premier équipement c'est envisageable (la construction automobile par ex.) comment fait on quand le dit véhicule arrive chez le carrossier local après un carton, pour remplacer une telle structure ?
Cdt.

[albi69]

Bonjour.
Les techniques de frittage donnent de bons résultats. Tous les pignons des boites de vitesse sont réalisés par frittage.