Les alliages d’aluminium scandium

L’effet durcissant du scandium (Sc) dans les alliages d’aluminium (Al) a été découvert dans les années 1960 en Russie, donnant lieu aux premiers alliages d’Al-Sc et d’Al-Mg-Sc. Ces alliages sont alors principalement utilisés pour des applications aéronautiques militaires, et le sont encore aujourd’hui. En ce qui concerne l’Europe et les Etats-Unis, l’intérêt pour ces alliages a débuté dans les années 2000 et est en progression importante depuis lors.

Les principaux bénéfices de l’ajout de Sc dans les alliages d’Al par rapport aux alliages d’Al classiquement utilisés dans l’industrie sont les suivants :

  • Amélioration significative des de la résistance mécanique, de la limite d’élasticité, et amélioration ou maintien de l’allongement à la rupture, pour des additions généralement comprises entre 0,1 wt% à 0,45 wt%. Cette amélioration dépend des autres éléments d’addition présents et n’est pas identique pour chaque famille d’alliage.
  • Résistance à la recristallisation, grâce aux fins précipités d’Al3Sc dispersés de manière homogène et permettant de fixer les joints de grains.
  • Réduction de la taille des grains des alliages coulés, soudés et issus de fabrication additive métallique par fusion laser sur lit de poudre.
  • Amélioration de la soudabilité en diminuant la sensibilité à la fissuration à chaud et augmentation de la durée de vie en fatigue.
  • Amélioration de la résistance à la corrosion.

 

 

Malgré le coût actuel élevé du Sc, il existe plusieurs signes encourageants pour le développement des alliages d’Al-Sc : le prix du Sc a baissé d’un facteur 3 à 10 durant les 10-15 dernières années et une baisse significative du prix du Sc est encore attendue dans le futur du fait de l’augmentation de la demande, du montage de nombreux projets miniers et de progrès dans son extraction. Si ces conditions sont réunies, des applications seraient pertinentes dans les domaines de l’aérospatial puis de l’aéronautique civile et de la fabrication d’échangeurs de chaleur. Ces secteurs pourraient en effet permettre une intégration progressive des alliages d’Al-Sc dans l’industrie.

Vous trouverez des informations plus complètes sur les alliages d’aluminium scandium incluant des informations sur leur métallurgie, les alliages commerciaux disponibles et les applications envisageables, dans la note de veille du Cetim.