Contraintes résiduelles et phases durcissantes dans les alliages superficiels aluminium - cuivre obtenus par alliation sous faisceau laser

Résumé
Les traitements de surface laser permettent d'améliorer le comportement mécanique, en particulier la dureté et la résistance à l'usure en formant de nouveaux alliages . Les éléments d'apport sont ici prédéposés sur la surface de l'aluminium : cette technique de prédépôt donne d'excellents résultats par rapport à l'accroissement de dureté, l'homogénéité de la microstructure et l'élimination des porosités. Les alliages obtenus aluminium-cuivre sont homogènes, d'une dureté comprise entre 60 et 300 Hv_0,2 pour des concentrations variant de 5 à 45 % en masse. La dureté contribue à la tenue à l'usure mais il est nécessaire de connaître la nature des contraintes résiduelles pour éviter des fissures ultérieures éventuelles et d'identifier les phases présentes dans le cordon : à cette fin la diffraction de rayons X représente une méthode tout à fait appropriée et performante qui montre que la microstructure est composée de phases très fines de solution primaire α et de la phase intermétallique Al₂Cu (dont les proportions dépendent de la concentration en cuivre) et que des contraintes résiduelles en compression sont présentes à la surface des cordons.

Abstract
Laser surface treatments can increase mechanical behaviour, in particular hardness and wear resistance, by formation of new alloys. Alloying elements are here predeposited on the aluminium surface : this precoating technique gives the best results concerning microhardness, microstructural homogeneity and porosity elimination. With aluminium - copper alloys, we obtain homogeneous layers with a hardness of 60 to 300 Hv_0,2 for 5 to 45 percent in mass concentrations. Hardness contributes to wear resistance but it is necessary to get more information about residual stresses and about the nature of the metallurgical phases in the laser track : for this purpose X-Ray diffraction is an appropriate and efficient method which shows that the microstructure is composed of fine α primary and intermetallic Al₂Cu phases, depending of the copper concentration and that compression residual stresses are present at the surface of the tracks.