HISTORIQUE

Laissant de côté d'anciens travaux de WouLer et MicHEL [1] de TERREIL et Buz [2] de GuizLer [3] et de ARRIVAUT [4] qui avaient isolé diverses combinaisons intermétalliques du manganèse et de l’aluminium, le premier tracé du diagramme a été donné par GuiLer [6] qui la déduit d'expériences de Hixpricus [5]. Il est reproduit fig. 1. On y notait trois composés définis et surtout deux lacunes de miscibilité à l’état liquide : la première de 12 à 40 % de Mn, correspondant à un équilibre à deux liquides à 9900, la seconde voisine du Mn. Ces deux lacunes de miscibilité n’ont pas été retrouvées par les expérimentateurs suivants.

PATES Mn

0 10 20 30 40 50 60 70 60 90 100 3 Yo poids de Mn

Fig.-1. — Diagramme Al Mn d’après HINDRICHS (1908) tracé par GUILLET

Dans une étude importante, Dix et Keira [7] ont déterminé la composition et le point de fusion de l’eutectique voisin de l’aluminium qui sont respectivément de 2,2 % de Mn et de 6570, ainsi que la courbe de solubilité du manganèse dans l’aluminium solide.

Cette courbe reproduite figure 2, correspond à une solubilité solide de 0,65 % à la température eutectique, de 0,23 % à 5500 et de 0,14 % à 200; il est admis par ces auteurs que le constituant présent au delà de la solution solide est Al$Mn. x

= Viennent ensuite par ordre chronologique les travaux fragmentaires de Corson [8] qui admet aussi la structure : solution solide à + Al$Mn pour les alliages aluminium manganèse riches en aluminium, alors que KRriNGs et

OsTMANN [9] attribuent la formule AlfMn au composé donnant un eutectique avec l'aluminium à 649° pour 3 % de manganèse.

Le diagramme tracé par Rassow [10] entre 0 et 40 % de Mn (fig. 3) indique les combinaisons AlTMn et AlMn, la combinaison AlMn donnant un eutectique avec la solution « pour 2,2 % de Mn à la température de 6500.

400 L & œ + Al° Mn

0,5 4 4,5 2 2,5 % poids de Mn

Fig. 2. — Partie voisine de l'aluminium du système Al Mn d’après Dix et KEITH (1927)

£ © La T— € nee RTS 1000 =) LL TERRES NÉE PS ET Liq+ Al Mn f 70 RER EE NAME 600 | A1Mn+é @4Al7Mnœ 500 1) 10 20 30 40 ‘%Ma 10 20 +. 30: . 40 Mn Fig. 3. — Système Al Mn d’après Rassow Fig. 4. — Système Al Mn d'après ISHIWARA (1929) - (1931) AIN

L'horizontale à 6700 s'étendant de 4 à 30 % de Mn est interprétée par l’auteur comme due à un changement d'état polymorphique du composé Al7Mn, alors que l'horizontale à 820° correspond à la formation de ce composé par réaction péritectique de l’alliage liquide sur AlMn. Isxiwara {11] a tracé le diagramme complet en partie reproduit figure 4; il n'indique pas de réaction

ne péritectique à 820° ni de combinaison correspondante. D’après cet auteur l'horizontale à 6700 serait consécutive à la formation d’un composé défini Al‘Mn à partir de AlMn et de liquide. C'est la partie voisine du manganèse qui a été plus spécialement étudiée dans ce travail qui tient compte des états allotropiques +, 8, y, du manganèse signalés par WESTGREEN et PHRAGMEN [12] Uuixo [13] et GAYLER [14].

BRADLEY et JoxEs [15] qui ont étudié la diffraction aux rayons X d'alliages recuits, concluent à l'existence de AlMn et de Al%Mn comme composés stables à la température ambiante.

BossarD [16] a déterminé la courbe de solubilité du manganèse dans l'aluminium par mesure de la conductibilité électrique; les résultats sont différents de ceux de Dix et KEïrH, à cause du fer présent dans les alliages.

C'est à Dix, Fix et WizLey [17] qu'est dû le travail le plus important sur le système Al-Mn. Ils attribuent les divergences de résultats entre les! travaux précédents aux impuretés présentes et plus spécialement au fer apporté par le manganèse. Ils ont effectué pour cela toute une série d’essais préliminaires qui montrent que le fer diminue d’une façon marquée la solubilité solide du manganèse dans l'aluminium et abaisse la température eutectique.

Jusqu'à 8 % de Mn, leurs alliages ont été élaborés par réduction du chlorure de manganèse anhydre à l’aide de l'aluminium liquide; la méthode étant pénible d'application, les alliages plus riches étaient préparés à l’aide de manganèse métallique renfermant 96,2 % de Mn.

Le tableau 1 reproduit les résultats qu'ils ont obtenus par analyse thermique de huit alliages compris entre 0 et 12% de Mn et de huit autres alliages s’échelonnant de 10 à.36 %. »

Le liquidus hypereutectique a été précisé à l’aide de l’analyse de la phase liquide suivant la méthode de MILLER [18]; les auleurs insistent longuement à ce propos sur la curieuse apparence notée sur les alliages lors du passage par la ligne de transformation à 7100 : le métal paraît être complètement solidifié el ne se laisse plus pénétrer par un agitateur; au-dessous de cette température, il redevient partiellement liquide. Le phénomène est reversible au chauffage et Dix, Fink et Wizey l'expliquent par une structure particulière de la phase solide existant à 7109, ils en concluent que l'impression de solidification complète n’est qu'apparente et qu’il subsiste en réalité une phase liquide, mais que des aiguilles cristallines résistantes distribuées à travers cette phase liquide sont la cause de cette apparence.

Ces auteurs ont déterminé à nouveau la solubilité solide du manganèse dans l'aluminium qu’ils ont trouvé être de 1,82 % de manganèse à la température eutectique, 1,36 %o à 6269, 0,78 0% à 570 et 0,36 % à 5000.

Les phases en présence dans les alliages à la température ambiante, ont été identifiées par la méthode chimique en réalisant l’attaque électrolytique de lingots suivant la méthode de Fin et VAN Horn [19]; les résultats étant contrôlés par examen aux rayons X d’alliages ayant les compositions effectivement obtenues. Ces phases correspondraient aux composés définis Al5Mn et Al#Mn.

NÉ ee

De l’ensemble de ces recherches ils ont déduit le diagramme de la figure 5. L'horizontale eutectique y a été placée à 65805, résultat obtenu avec des alliages à 0,05 % de fer; la température est un peu plus basse quand il y a plus de fer présent. La première branche du liquide hypereutectique coupe l'horizontale eutectique pour 1,95 % de Mn, et la seconde branche du liquidus à 7100 au point T, pour 4,05 % de Mn. La seconde branche du liquidus s'élève de ce point jusqu'à 10 % de Mn vers 8009, le point d’intersection exact avec la troisième branche en T, n’a pas été déterminé.

10 20 30 40 ‘%Mn

Fig. 5 — Système Al Mn d’après Dix, FINk et WILLEY (1933)

Pour être complet dans cette revue des travaux effectués sur le système Al-Mn, signalons l’étude de KŒœsTErR et BEcHTHozp [20] qui porte sur les alliages riches en manganèse; le tracé qu’ils donnent est une modification de celui de ISHIWARA. |

Récemment, LEEMANN [21] et HANEMANN et SCHRADER [22] ont repris les travaux de Dix, Fixk et WiLLEy qu’ils confirment, mais en proposant l'existence d’un diagramme labile dans lequel le dépôt de Al6Mn et la transformation péri-

tectique à 710°, consécutive à la formation de ce composé, sont supprimés, les phases existantes à la température ordinaire étant alors AlMn et Al#Mn.