A NEW RELAXATION PEAK IN SOLUTION TREATED, QUENCHED AND ANNEALED Al-Mg-Si ALLOYS

Résumé
Après traitement thermique de solubilisation, trempe et recuits à des températures proches de l'ambiante, quelques alliages riches en Al ont des pics de relaxation non attribuables à un mécanisme de Zener dans la matrice. Il a été suggéré que ces pics sont dus aux sauts atomiques induits par tension dans les amas de soluté formés pendant les premiers stades de la précipitation. Ces pics disparaissent quand les jeunes amas ou les zones se developpent. L'énergie d'activation apparente généralement donnée est plus petite que l'énergie de diffusion en volume des atomes de solut qui entrent dans la formation des zones. Dans l'alliage d'Al-1% Mg₂Si, avec 0,2% Si en excès, un pic de relaxation a été observé à 360K (à 1 Hz), avec les caractéristiques suivantes : a) l'énergie d'activation par déplacement en fréquence est de 79 kJ/m, et le temps de relaxation de = 10^-12 s ; b) la hauteur du pic décroit avec l'amplitude de 10^-5 à 10^-4 ; c) le pic disparaît pendant des recuits à environ 400k ; d) il est plus grand pour des refroidissements lents après solubilisation ; e) la hauteur du pic est sensible à la déformation plastique après trempe ; f) la température du pic ne change pas avec l'amplitude ou la pré-déformation, mais dépend de la température et du temps de vieillissement. Un modèle qualitatif est proposé pour ce mécanisme de relaxation, dans lequel les jeunes amas (probablement de Si) et les dislocations sont concernés.

Abstract
After solution treatment, quenching and subsequent annealing near room temperature, many age-hardenable Al-rich alloys show relaxation peaks not described by a Zener mechanism arising in the matrix. It was suggested that they may be due to stress induced atomic jumps within solute clusters formed in the early stages of precipitation. These peaks dissapear when young clusters or zones develop. The apparent activation energy reported is in general smaller than the energy for volume diffusion of solute atoms involved in zone formation. In a Al-1%Mg₂ Si alloy with 0,2%Si in excess, a relaxation peak has been detected at 360K (for 1 Hz), with the following characteristics : a) activation energy by frequency shift of 79 kJ/mol and relaxation time of 10^-12 s ; b) its height decreases for increasing measurement amplitude from 10^-5 to 10^-4 ; c) the peak vanishes during annealing at about 400K. d) it is higher for slow cooling rates after solution treatment ; e) its height was strongly sensitive to prior deformation after water quench ; f) its peak temperature does not change with amplitude, or prior deformation, but depends on ageing temperature and time. A qualitative model is proposed for this relaxation mechanism in which young clusters (probably Si ones) and dislocations are involved.