L'alliage de magnésium peut être rendu plus résistant et plus maniable par pressage à chaud dans des conditions optimisées pour produire une structure cristalline ultra-fine, Les chercheurs d'A*STAR l'ont montré. Le matériau amélioré signifie que l'alliage de magnésium aura des applications plus larges en tant que matériau structurel ultra-léger.

L'alliage d'aluminium est actuellement le métal léger de prédilection pour de nombreuses applications structurelles, des fuselages d'avions aux corps de smartphones. C'est léger, résistant à la corrosion et relativement facile à façonner, souder et travailler. Les alliages de magnésium sont jusqu'à un tiers plus légers que les alliages d'aluminium, et sont particulièrement prometteurs pour les applications où le poids est critique :ils ont l'avantage supplémentaire d'être plus résistants aux chocs et plus usinables, et mieux capable de protéger le rayonnement électromagnétique et d'amortir les vibrations, que les alliages d'aluminium.

Le compromis avec le magnésium est qu'il est notoirement difficile à travailler, nécessite des températures élevées pour la formabilité, et a généralement une résistance plus faible. Trouver un moyen d'améliorer les propriétés mécaniques et la maniabilité des alliages de magnésium pourrait ouvrir de nombreuses nouvelles applications pour le matériau avec des avantages réels comme une économie de carburant améliorée dans les avions, véhicules nautiques et terrestres, et des téléphones portables plus légers.

Kai Soon Fong et ses collègues de l'Institut de technologie de fabrication de Singapour et de l'Université technologique de Nanyang ont maintenant mis au point une méthode de prétraitement qui améliore considérablement la résistance mécanique et la ductilité de l'AZ31, l'alliage de magnésium le plus utilisé.

« Nous avons montré que les propriétés des feuilles de magnésium AZ31 commerciales peuvent être améliorées par une déformation plastique sévère à l'aide d'une technique de pressage de rainures contraintes orthogonales avec un post-recuit rapide, " dit Fong.

Le pressage de rainures contraint implique le pressage répété d'une fine feuille de métal, comme l'alliage de magnésium, entre chauffé, matrices finement ondulées. Cela étire - ou tend - le matériau sur des domaines très étroits, provoquant une déformation plastique tout en empêchant les dommages et en induisant la recristallisation des grains cristallins microscopiques en une microstructure plus fine. En tournant la feuille de 90 degrés entre chaque étape de pressage, le matériau est tendu à plusieurs reprises jusqu'à ce que toute la feuille ait été traitée.

Le matériau est ensuite chauffé, ou recuit, pour éliminer les contraintes résiduelles, mais à une vitesse de chauffage plus rapide et un temps plus court que d'habitude, pour éviter que les grains ne grossissent à nouveau.

« En optimisant la température de traitement et la vitesse de déformation, nous avons pu obtenir une microstructure à grains ultrafins, qui ne modifie pas physiquement l'alliage, mais améliore ses propriétés mécaniques par affinage du grain, " dit Fong. " Ce traitement a permis d'améliorer la résistance mécanique et la ductilité, ce qui le rend plus dur et plus facile à façonner à température ambiante."