2026/01/05
Effect of Mn on microstructural characteristics and mechanical behavior of AlSi10Mg alloys produced by laser powder bed fusion
Pourkhorshid, E.; Rometsch, P.; Bois-Brochu, A.; Taylor, A.; K.W.Marceau, R.; Grant Chen, X. (2025). Effect of Mn on microstructural characteristics and mechanical behavior of AlSi10Mg alloys produced by laser powder bed fusion. Additive Manufacturing, vol. 110, 2025, 104923.
Cette étude analyse l’effet de la modification par le Mn sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages AlSi10Mg fabriqués par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF). Les résultats ont montré que l’ajout de 0,5 % massique de Mn améliore considérablement la résistance tout en maintenant un niveau d’allongement similaire, avec des augmentations de la limite d’élasticité de 17 %, 30 % et 29 % respectivement dans les états tel que fabriqué (F), vieilli directement (T5) et mis en solution puis vieilli (T6). Dans les états F et T5, la modification par le Mn entraîne la formation de particules intermétalliques α-Al(Mn,Fe)Si au sein du réseau riche en Si, ce qui renforce ce réseau et améliore la résistance. Après le traitement thermique T6, le réseau riche en Si disparaît complètement dans les deux alliages, mais la formation de dispersoïdes α-Al(Mn,Fe)Si apporte un renforcement supplémentaire dans l’alliage modifié au Mn. Plus important encore, la microscopie électronique en transmission et la tomographie par sonde atomique ont révélé que l’ajout de Mn (et d’une certaine quantité supplémentaire de Mg) stimule la précipitation d’un grand nombre de nanoparticules riches en Si et de précipités à base de MgSi, en particulier dans l’état T5. Parmi toutes les conditions d’alliage et de traitement thermique étudiées, l’alliage modifié au Mn à l’état T5 a atteint les résistances les plus élevées (limite d’élasticité : 386 MPa, résistance ultime à la traction : 532 MPa). Cette recherche met en évidence le potentiel d’amélioration des propriétés mécaniques des alliages AlSi10Mg produits par L-PBF grâce à une modification rentable de la composition chimique et apporte une compréhension approfondie du rôle du Mn dans ces alliages.