AlBeMet® AM162 HIP : Composite Aluminium-Béryllium Haute Performance, Faible Poids

Le composite à matrice métallique AlBeMet® a été développé par Materion pour combiner le module élevé et la faible densité du béryllium avec les comportements de fabrication et les propriétés mécaniques de l'aluminium. Ce matériau offre des avantages de performance significatifs dans certaines applications par rapport à l'acier, l'aluminium et les composites à matrice aluminium courants.

Attributs :

Module spécifique élevé
Performance accrue avec moins de poids
Stabilité thermique sur les plages de température -50 °C à 150 °C
Soudable facilement pour la fabrication de structures et la réparation de défauts
Usinabilité similaire à l'aluminium
Permet des conceptions plus petites et plus simples

Propriétés

Général

Propriété	Température	Valeur
Densité	23,0 °C	2,07 g/cm³

Mécanique

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	23,0 °C	197 GPa
Allongement	23,0 °C	2 - 4 %
Résistance à la fatigue	23,0 °C	207 MPa	10⁷ cycles, R=-1, R.R. Moore rotating beam
Tenacité à la rupture en déformation plane	23,0 °C	11 - 23 MPa·√m
Coefficient de Poisson	23,0 °C	0,17
Résistance à la traction	23,0 °C	262 - 288 MPa
Limite d'élasticité Rp0,2	23,0 °C	198 - 221 MPa

Thermique

Propriété	Température	Valeur
Coefficient de dilatation thermique	23,0 °C	1,39E-5 1/K
Capacité thermique massique	23,0 °C	1465 J/(kg·K)
Conductivité thermique	23,0 °C	210 W/(m·K)

Électrique

Propriété	Valeur
Conductivité électrique spécifique	49 % IACS

Propriétés chimiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Béryllium	60 - 64 %
Carbone	0 - 0,1 %
Autres	0 - 0,2 %	Autres métalliques, chacun
Oxygène	0 - 1 %

Propriétés technologiques

Propriété
Domaines d'application	Le produit est largement utilisé dans les composants optiques et structuraux pour avions, satellites et applications commerciales. Il est actuellement utilisé dans les F-35 Lightning II, F-16 et Boeing AH-64 Apache de l'armée américaine ainsi que d'autres avions militaires. À ce jour, le composite AlBeMet a été utilisé dans plus de 150 satellites en orbite (électronique aéronautique, assemblage semi-conducteurs).
Propriétés de corrosion	Le béryllium est résistant à la corrosion dans l'air jusqu'à 600 °C, grâce à la formation d'une couche d'oxyde adhérente en surface. Le volume occupé par l'oxyde est supérieur au volume du métal original consommé, formant une barrière efficace contre l'oxydation ultérieure. Le béryllium présente une résistance à la corrosion similaire dans l'eau. En dessous de 600 °C, la couche d'oxyde protège le béryllium. La présence de sels dans l'eau, notamment les chlorures, accélère dramatiquement la corrosion. Cette corrosion peut être encore accélérée (corrosion galvanique) si le béryllium est en contact avec un métal moins réactif.
Revêtement	Les surfaces à revêtir doivent être mouillées par toutes les solutions et rinçages de la séquence de revêtement. Il faut pouvoir établir un contact électrique sans défauts résultants. La quantité de métal déposée sur une portion donnée de surface sera proportionnelle au courant qui y circule. D'autre part, il est nécessaire d'être conscient de la grande influence que la configuration de la pièce peut avoir sur le coût du revêtement et sur la qualité du produit fini.
Fissuration par corrosion sous contrainte	Les produits Béryllium et Composites de Materion et des laboratoires indépendants, dont le laboratoire matériaux de l'Agence Spatiale Européenne (ESTEC), ont testé l'AlBeMet® 162 en feuille et produits extrudés pour la corrosion sous contrainte. Les tests consistaient en la procédure ASTM G28-73, tests de corrosion sous contrainte en anneau C et soumission des éprouvettes à 30 jours dans une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 2,5 %. Les résultats indiquent qu'aucun éprouvette n'a échoué pendant les 30 jours de test, et lors des tests de traction subséquents, aucune dégradation. L'ESTEC/ESA a donné son approbation pour l'utilisation de l'AlBeMet® 162 pour les structures de satellites européens.
Travailabilité	Le formage de la tôle est similaire à l'aluminium, les mêmes outillages et plages de température peuvent généralement être appliqués, mais à une température de formage plus élevée, généralement supérieure à 200 °C (392 °F). Le taux de formage est légèrement plus lent pour les matériaux AlBeMet®. Les tests incluent l'identification modale, conditions de chargement statique axial et latéral, vibrations axiales et latérales anticipées, chocs, charges de cyclage thermique, tests de vibration aléatoire. Ce graphique montre que pour les applications en aluminium d'épaisseur minimale, la densité est approximativement la même que la fibre de verre.

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Matériau composite