01 Surchauffe et brûlure
Lorsque le métal est chauffé à une température trop élevée ou maintenu à température trop longtemps pendant le traitement, la structure du grain grossit — c'est la surchauffe. Si on s'approche du point de fusion ou qu'on le dépasse vraiment, les constituants à bas point de fusion aux joints de grains peuvent fondre et affaiblir la structure ; c'est la brûlure (surcuisson).
La surchauffe se manifeste par une surface rugueuse et piquée, une texture en peau d'orange et des grains grossiers. La résistance de l'alliage ne chute pas beaucoup, mais la ténacité aux chocs à température ambiante et la ductilité sont sérieusement affectées. Le matériau devient fragile et les fractures présentent des facettes cristallines grossières. Sous fort grossissement, on observe des grains équiaxes grossiers, éventuellement une seconde phase grossière ou une structure de Widmanstätten. La surchauffe n'est pas nécessairement une condition de rebut — parfois on peut la récupérer par une re-déformation ou un retraitement, ou la déclasser pour une utilisation moins exigeante.
La brûlure est pire : la surface devient rugueuse, les joints de grains grossissent, se redressent et semblent poilus, et on peut voir des fissures ainsi qu'un film oxydé sujet à la fusion. La résistance de liaison chute fortement. Sur le plan microstructural, on trouve des joints de grains grossiers, des cavités fondues ou des sphères eutectiques, un réseau en phase liquide et des vides irréguliers aux points de rencontre de plusieurs grains. Après laminage ou extrusion, attendez-vous à des fissures intergranulaires, des fissures de rives sur les tôles, des criques ou des fissures ouvertes sur les extrémités des barres, ou des pièces qui se fissurent — les zones fissurées montrent des dendrites grossières et des traces de fusion.
Les causes habituelles : température de chauffage trop élevée, temps de maintien trop long, ou séjour trop prolongé près d'une source à haute température. Aussi, la finition du travail à chaud à une température trop élevée ou un séjour prolongé dans la zone chaude. Et si l'alliage contient des éléments à bas point de fusion ou des inclusions à bas point de fusion excessives, on court au-devant des ennuis.
02 Fissures et crique
(1) Fissures de traitement : Elles proviennent de paramètres de procédé inappropriés ou de défauts d'outillage. Elles se divisent en fissures à chaud et fissures à froid — la différence réside dans la microstructure environnante : les fissures à chaud ne montrent aucun changement évident, les fissures à froid montrent une déformation importante. Morphologiquement, on voit des fissures longitudinales, transversales, de rive, à bouche ouverte, en spirale, transversales périodiques, de fracture, en diagonale à 45° et irrégulières. Par emplacement : locales, en tête, de surface, centrales et intergranulaires.
Pour diagnostiquer les fissures de traitement, il faut examiner à la fois le métal lui-même et les conditions du procédé.
Facteurs liés au métal : composition de l'alliage et teneurs en impuretés ; défauts de lingot comme les replis, les cicatrices et les exsudations en surface, plus la retassure, la porosité, les inclusions et la ségrégation en interne — ces éléments rendent la fissuration probable pendant le traitement. Une structure columnar bien développée avec une surface faible est sujette à la fissuration le long des joints de grains ou du plan faible. Aussi, si l'alliage a subi des fissures, des brûlures, une surchauffe ou une mauvaise distribution de la seconde phase dans les étapes précédentes — ou présente une structure inégale ou des microfissures issues de la transformation de phase — l'échec est programmé.
(2) Fissures de traitement thermique
① Si l'alliage présente des contraintes résiduelles élevées et que la contrainte thermique du chauffage s'y aligne, la charge combinée peut dépasser la résistance du métal et provoquer une fissuration.
② Pendant le chauffage, si une seconde phase précipite le long des joints de grains, cela crée une contrainte supplémentaire — ou la transformation de phase elle-même peut provoquer une
03 Inclusions
Les inclusions sont des matériaux étrangers, métalliques ou non métalliques, incrustés dans la surface ou la matrice du produit, avec une interface nette et des propriétés différentes du métal de base.
Dans les produits transformés, les inclusions proviennent généralement de particules métalliques non fondues dans le lingot, de gros cristaux primaires, ou de métal étranger mélangé — ou de composés métalliques, de silicates et d'agents de couverture.
La classification et les caractéristiques sont essentiellement les mêmes que pour les produits coulés. Dans les produits corroyés, les inclusions sont généralement granulaires, allongées dans le sens du traitement, avec une forme et une couleur distinctes, et une interface nette. On peut les repérer au microscope métallurgique sans attaque.
04 Indentation de corps étrangers
Lorsque des particules métalliques ou non métalliques sont pressées dans la surface du produit, c'est une indentation de corps étrangers.
Les indentations métalliques ont une interface nette avec le substrat, des contours nets et un éclat métallique différent. Elles apparaissent sous forme de points ou de blocs, et lorsqu'elles se décollent, elles laissent des piqûres. Les indentations non métalliques varient en forme et en couleur, sont plus fragiles, manquent d'éclat métallique et se répartissent en points, feuillets ou bandes le long du sens du traitement — elles sont difficiles à décoller.
D'où viennent les corps étrangers ? La calamine du chauffage, le lubrifiant collé aux matrices et aux pièces, les fragments de matrice et la matière adhérente, les copeaux métalliques, les bavures et franges des bords fissurés, les débris de four et l'huile, les contaminants de l'émulsion de refroidissement, et les matières étrangères dans le passage de laminage ou sur les plaques de guidage.
05 Soufflure (boursouflure)
Après traitement ou recuit, la surface présente des renflements en forme de bandes ou de bulles le long du sens du traitement. Lorsqu'on les coupe, ces renflements révèlent une cavité, ce qu'on appelle une soufflure.
Les soufflures apparaissent généralement comme des bandes lisses et allongées dans le sens du traitement. En coupe, les parois internes montrent une couleur métallique brillante, parfois avec des oxydes ou d'autres inclusions. Elles sont souvent réparties symétriquement sur les deux faces et sont plus prononcées dans les tôles minces, les bandes ou les tubes à paroi mince. Les causes principales incluent la porosité du lingot, les vides de retassure, un contrôle inadéquat de l'atmosphère du four lors du recuit des billettes, une température de four excessive, un mauvais ajustement entre la billette d'extrusion et le conteneur ou le tampon, une sur-lubrification de l'aiguille de perçage, un nettoyage inadéquat du conteneur, ou des aiguilles de perçage fissurées.
06 Délamination
Un espace apparaît dans le sens de l'épaisseur du produit, qui se sépare en couches le long du sens du traitement.
La liaison entre les couches est incomplète, avec des zones plus grandes contenant parfois des oxydes ou des impuretés centrales. On l'observe souvent dans les bandes minces ou après soudage de bandes minces. L'inspection de la fracture de tubes ou de barres peut également révéler une délamination dans la surface de rupture.
Les causes principales de la délamination sont : des trous d'air piégés, des retassures ou des impuretés centrales dans le lingot qui persistent pendant le traitement et forment des couches ; une répartition inappropriée de la réduction lors du laminage à chaud des tôles et bandes, avec une réduction excessive par passe ; un chauffage inégal de la billette, avec des températures trop élevées ou trop basses ; une lubrification excessive sur la billette d'extrusion ou l'aiguille de perçage, des aiguilles de perçage fissurées, ou une élimination incomplète de la queue de retassure d'extrusion, ce qui conduit à une délamination lors de l'étirage ou du laminage ultérieur.
07 Corrosion
La corrosion est le processus par lequel la surface du produit réagit chimiquement ou électrochimiquement avec le milieu environnant, formant un film en surface.
Après corrosion, la surface perd son éclat métallique et développe des taches de corrosion de diverses couleurs.
La corrosion se forme lorsque la surface du produit n'est pas propre, laissant des résidus d'eau, d'émulsion ou d'autres liquides, ou lorsque les conditions de stockage sont inadéquates—comme des climats humides ou des gouttelettes d'eau en contact avec la surface. De plus, une atmosphère corrosive dans l'environnement peut déclencher la corrosion.
08 Oxydation
La rupture localisée et le soulèvement de la surface du produit sont appelés peau de surface. L'apparition de filaments métalliques en forme d'aiguilles se déformant sur la surface est connue sous le nom de système de démarrage.
La peau de surface ou le système de démarrage se répartit généralement de manière continue ou intermittente le long de la direction de laminage. Les zones affectées contiennent souvent de la calamine ou d'autres impuretés centrales. Dans les tubes et les barres, la peau de surface apparaît comme un soulèvement en forme de langue ou d'écailles de poisson le long de la direction de traitement, qui peut devenir sévère sur l'ensemble du produit, formant des nœuds et des plaies. Les défauts épineux sont plus courants dans les produits post-laminés.
Les principales causes de la peau de surface incluent : des défauts de surface comme des fissures ou des irrégularités sur la billette ; des températures de traitement trop élevées, provoquant une oxydation de surface, ou des étapes de processus précédentes laissant des pièges de performance ; une contamination par l'émulsion, l'eau ou l'huile sur le conteneur d'extrusion ou l'aiguille de perçage ; et des défauts d'outillage ou des dommages mécaniques pendant le traitement.
Les principales causes du système de démarrage sont : des fissures de cylindre et des bords de billette inégaux avec des dépressions irrégulières.
09 Plis
Les plis sont de légères dépressions ondulées et des zones surélevées sur la surface du produit, le rendant inégal.
Les plis s'alignent généralement avec la direction de laminage ou apparaissent en diagonale, comme des renflements simples ou multiples qui semblent arrondis et couvrent une plus grande surface. Les principales causes incluent un laminage inégal, une rectitude de pliage unidirectionnelle, une tension inégale des cylindres ou des manchons, une mauvaise plasticité ou une excentricité significative des billettes de tube, une déformation non uniforme dans les tubes à paroi épaisse, une déformation excessive et un mauvais réglage des cylindres.
10 Surface Piquée
Une surface piquée présente de minuscules dépressions ponctuelles qui créent une texture inégale et rugueuse. La piqûre peut être localisée ou continue ; les piqûres individuelles sont appelées marques de picotement, et les cas graves sont qualifiés de picotés. La piqûre induite par un grain grossier est communément appelée peau d'orange. Principales causes : température de recuit trop élevée ou durée trop longue, entraînant un grain grossier ; sur-décapage ; taux de traitement insuffisant laissant la surface rugueuse ; dureté de surface non uniforme des cylindres, usure excessive, corrosion ou oxydation des outils de laminage, ou contamination par des métaux étrangers.
11 Dommages Mécaniques
Des forces externes provoquent un désalignement entre les couches du produit ou de la tôle et du feuillard, entraînant des cicatrices telles que des bandes, des faisceaux, des cratères ou des rainures vives sur la surface. Les types courants incluent les abrasions, les rayures, les contusions et les plaies de pression.
13 Composition Inégale, Organisation Inégale
Après laminage ou recuit, des différences significatives dans la composition chimique entre différentes parties du produit sont appelées composition inégale. Cela peut provoquer des variations de couleur ou de caractéristiques de déformation, une ségrégation visible ou des zones de ségrégation lors de l'inspection macroscopique, des différences dans la microstructure et les performances, et même des fissures.
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