The effect of sample preparation on a pre-aged Al–Mg–Si–Cu alloy has been evaluated using atom probe tomography. Three methods of preparation were investigated: electropolishing (control), Ga+ focused ion beam (FIB) milling, and Xe+ plasma FIB (PFIB) milling. Ga+-based FIB preparation was shown to introduce significant amount of Ga contamination throughout the reconstructed sample (≈1.3 at%), while no Xe contamination was detected in the PFIB-prepared sample. Nevertheless, a significantly higher cluster density was observed in the Xe+ PFIB-prepared sample (≈25.0 × 1023 m−3) as compared to the traditionally produced electropolished sample (≈3.2 × 1023 m−3) and the Ga+ FIB sample (≈5.6 × 1023 m−3). Hence, the absence of the ion milling species does not necessarily mean an absence of specimen preparation defects. Specifically, the FIB and PFIB-prepared samples had more Si-rich clusters as compared to electropolished samples, which is indicative of vacancy stabilization via solute clustering.

The morphology, composition, and structure of precipitates in an Al–Si–Mg–Hf alloy after heat treatment at 560°C for 20 h were studied by means of Cs-corrected high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and first-principle calculations. Precipitates with three kinds of morphologies were observed. The rectangular and square precipitates were predominantly (Si2−xAlx)Hf phases, while the nanobelt-like precipitate is the Si2Hf phase. First-principle calculations were used to show that the Si6 and Si8 sites were the most favorable sites for Al incorporation in the orthorhombic Si2Hf phase.

In this study, Aluminum-based nanocomposites with hybrid reinforcements were successfully prepared by mechanical alloying, followed by consolidation using selective laser melting (SLM). The evolution of particle morphology and microstructural features of the milled powders at various milling times was studied. The results indicated that the milled powder particles experienced a coarsening stage at the early 5 h milling and followed by a continuous refinement during 5–20 h milling. After 20 h of milling, the original coarse needle-like Al3.21Si0.47 evolved into nanometer/submicrometer-sized spherical Al3.21Si0.47. Meanwhile, both fine Al3.21Si0.47 and ex-situ nanoscale TiN particles distributed uniformly within the Al matrix. By SLM processing of the 20-h powder, a near fully dense part with a uniform microstructure consisting of circularly dispersed and submicrometer-sized reinforcement particles embedded in α-Al matrix was obtained. The Vickers hardness and coefficient of friction of the SLM-processed part reached 178 HV0.1 and 0.38, respectively.

Large quasicrystals up to ∼10 μm in size with a volume fraction of ∼30% have been identified in a nitrogen gas-atomized marginal glass-forming alloy Al85Ni5Y6Co2Fe2 by detailed transmission electron microscopy. The formation of the large quasicrystal (Q) phase is discussed through the configuration of the valence electrons of its constituent elements, and the thermodynamic and kinetic factors associated with the solidification of this marginal glass-forming alloy during gas atomization. The finding leads to an important inference that marginal glass-forming alloys could be ideal systems for the formation of bulk quasicrystals under appropriate kinetic conditions. The Q phase is stable up to ∼500 °C and decomposes thereafter. The activation energy for the decomposition of the Q phase is similar to the self-diffusion of Al. Two new intermetallic phases associated with the formation and decomposition of the Q phase have also been identified and characterized.

La mesure précise des champs de contraintes autour de précipités inclus dans une matricecristalline est nécessaire à la compréhension de l’interaction entre les dislocations etles précipités de matériaux structurellement durcis. Ces interactions contrôlent lemouvement des dislocations, et donnent donc des informations sur les propriétés mécaniquesdes matériaux. Les champs de contraintes autour des précipités de petite taille peuventêtre obtenus à partir d’images de microscopie électronique en transmission en hauterésolution (METHR) en utilisant la méthode des phases géométrique (GPA). Cette méthode estutilisable de façon générale pour caractériser les contraintes à l’échelle nanométriqueautour des précipités de structure complexe ou inconnue et est appliquée ici dans les casde l’alliage d’aluminium 2198. Dans ce matériau, il est montré que les champs dedéformation autour d’un nanoprécipité en forme de disque et d’épaisseur faible peuventêtre modélisés par ceux d’une dislocation dissociée.

Le comportement en fatigue sous différentes charges d’un alliage d’aluminium issu de la technologie AIRWARETM a été caractérisé sur métal brut et après traitement de surface. Plusieurs traitements sont étudiés et en particulier un traitement n’utilisant pas de Cr lors de la phase de décapage est comparé aux traitements conventionnels. Les résultats montrent que, sur métal brut, la résistance à la fatigue des alliages AIRWARETM est supérieure à celle d’alliages aéronautiques conventionnels des familles 2xxx et 7xxx, comme par exemple l’alliage 2024. Après traitement de surface, cette différence est réduite mais les alliages AIRWARETM demeurent systématiquement plus résistants. L’utilisation d’un modèle de mécanique de la rupture élastique linéaire permet d’expliquer ce bon comportement par une taille moyenne de piqûres générées lors du traitement de surface réduite.

Cet article propose une approche structurée permettant l’élaboration d’un modèle généralet intégré capable de prédire avec une précision convenable l’état de surface obtenue parfraisage sur des pièces en alliages d’aluminium de structure et de propriétés mécaniquesvariées. L’approche proposée est construite progressivement en commençant par analyser, àtravers un design expérimental structuré, les effets de l’ensemble des facteurs connuspour avoir une influence sur la qualité de la surface pour ensuite examiner leursinteractions et leur sensibilité face aux conditions dynamiques du procédé. Suite à cetteanalyse et en combinant, design d’expériences, réseaux de neurones, optimisationmulticritère et divers outils statistiques, l’identification de la nature et de la formedu modèle ainsi que du type et du nombre de variables à y inclure, est obtenue enexécutant une procédure systématique d’optimisation de modèle. Les résultats démontrentque l’approche proposée a permis de converger vers un modèle général capable de prédirel’état de surface avec précision, fiabilité et robustesse pour des alliages d’aluminium destructure et de propriétés mécaniques variées et une gamme étendue de conditionsd’usinage.

Crystal structure of nano-scale precipitates in age-hardening aluminum alloys is a challenge to crystallography. The utility of selected area electron diffraction intensities from embedded precipitates is limited by double scattering via matrix reflections. This effect can be signally reduced by the precession technique, which we have used to collect extensive intensity data from the semicoherent, metastable η′-precipitate in the Al-Zn-Mg alloy system. A structure model in the space group P-62c is proposed from high-resolution microscopy and electron diffraction intensities. The advantages of using the precession technique for quantitative electron diffraction is discussed.

Twinning plays an important role in phase transformations and can have significant effects on microstructural evolution. Different roles of twinning in the development of microstructures during precipitation and phase transformations are reviewed and illustrated with examples from investigations by high-resolution electron microscopy, including the effect of multiple twinning on the development of Ge precipitates in Al-Ge and Ag-Ge alloys, the twin dissociation of grain boundaries in Au, the formation of hexagonal Si at twin intersections and the effect of twin boundaries on the equilibrium shape of Pb inclusions in Al.