Pour les fabricants, les ingénieurs et les professionnels de l'approvisionnement travailler avec des matériaux en aluminiumil est essentiel de comprendre comment lire les alliages d'aluminium et leurs températures correspondantes. Système de désignation des alliages d'aluminium - Ce système comporte des techniques standard d'identification des propriétés du matériau, de sa composition et des conditions auxquelles il est traité, qui ont un rapport direct avec l'application de fabrication.

Guide du système de désignation des alliages d'aluminium

L'Association de l'aluminium a mis au point le système moderne des alliages d'aluminium pour normaliser l'identification de plus de 400 alliages d'aluminium enregistrés. Ce système étendu utilise un système de numérotation à quatre chiffres pour les alliages corroyés et un système à trois décimales pour les alliages moulés, ce qui permet de spécifier les matériaux au niveau requis dans les installations de fabrication du monde entier.

Classification des alliages d'aluminium corroyés

Les alliages d'aluminium corroyé utilisent essentiellement un système d'alliage à quatre chiffres dans lequel le premier chiffre indique le principal ingrédient d'alliage. Cette méthode de classification permet aux ingénieurs d'identifier rapidement les caractéristiques des matériaux : 

• Série 1000 : Contenu minimum de 99 % d'aluminium - excellente résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique. 
• Série 2000 : Le cuivre comme principal composant d'alliage - haute résistance, aérospatiale
• Série 3000 : Manganèse comme principal élément d'alliage - Résistance moyenne, bon fonctionnement 
• Série 4000 : Silicium comme principal élément d'alliage - Faible fusion, utilisation pour le soudage 
• Série 5000 : Magnésium comme principal élément d'alliage - Meilleure résistance à la corrosion, applications marines 
• Série 6000 : Magnésium et silicium - Meilleure résistance/poids, applications structurelles 
• Série 7000 : Le zinc comme principal élément d'alliage - L'alliage d'aluminium le plus résistant, 
• utilisation structurelle Série 8000

Désignation Aluminium moulé

Alliages d'aluminium coulé utilisent une nomenclature unique à trois chiffres plus la décimale (XX.XX), avec le nombre décimal après le troisième caractère, indiquant une opération de coulée (.0), de lingot (.1 ou 2).

Comment lire les alliages d'aluminium et les températures : Décoder les chiffres

Pour apprendre à lire les alliages d'aluminium et les états, il faut comprendre à la fois la désignation de l'alliage et la classification de l'état. La spécification peut être décomposée par série, état et conditions, avec des suffixes supplémentaires indiquant des types de produits corroyés spécifiques.

Le code à quatre chiffres de l'alliage

A titre d'exemple, avec 6061.

• Premier chiffre (6) : Affiche la série 6000, qui contient du magnésium et du silicium
• Deuxième chiffre (0) : Alliage standard, aucune modification
• Troisième et quatrième chiffres (61) : Identification spécifique de l'alliage dans la série

Aluminium 6061 T6 : exemple de norme industrielle

Le 6061-T6 est l'une des qualités d'aluminium les plus populaires, offrant une résistance à la traction de 290 MPa (42 ksi) et une limite d'élasticité de 240 MPa (35 ksi). La désignation T6 indique un traitement thermique de mise en solution suivi d'un vieillissement artificiel, ce qui permet un durcissement par précipitation optimal.

Codes de température de l'aluminium : Comprendre les conditions du matériau

Le système de désignation des tempéraments Les codes d'alliage permettent d'identifier les conditions des matériaux à l'aide d'une série de lettres et de chiffres reliés par un trait d'union à la désignation de l'alliage. Ces codes indiquent les traitements thermiques et mécaniques appliqués pour obtenir des propriétés spécifiques.

Désignations des températures primaires

F - Tel que fabriqué : Aluminium corroyé ou moulé façonné sans tenir compte des températures spécifiques ou de l'écrouissage

O - Recuit : Procédé de traitement thermique qui ramollit l'aluminium durci par déformation en vue d'un travail ultérieur ou d'applications pour lesquelles un durcissement excessif est à craindre.

H - Trempé sous contrainte : Alliages non traitables à chaud qui ont été travaillés pour durcir l'aluminium par déformation, une déformation plus importante augmentant la résistance à une déformation ultérieure.

T - Traité thermiquement : S'applique aux alliages pouvant être traités thermiquement qui ont été vieillis après un traitement thermique de mise en solution.

W - Traitement thermique de mise en solution : État instable nécessitant un vieillissement naturel à température ambiante

H Subdivisions de l'état pour les codes de l'état de l'aluminium

Le code H utilise un système à trois chiffres :

H1X - Durci sous contrainte uniquement : Produits trempés sous contrainte pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées sans traitement thermique supplémentaire

H2X - Trempé sous contrainte et partiellement recuit : Matériaux soumis à un écrouissage au-delà de la valeur souhaitée, puis réduits par recuit partiel.

H3X - Durci et stabilisé : Produits écrouis et stabilisés par chauffage à basse température afin de réduire la résistance et d'augmenter la ductilité.

Le deuxième chiffre indique le degré d'écrouissage :

• 2: Quart dur
• 4: Demi-fort
• 6: Trois quarts dur
• 8: Plein dur

Classifications des tempéraments T

Les désignations de tempérament T précisent les séquences de traitement thermique, T1 à T10 indiquant différentes combinaisons de traitement en solution, de vieillissement et de travail à froid :

T1 : Vieillissement naturel après refroidissement à l'issue du processus de formage à température élevée. T4 : Traitement thermique et vieillissement naturel pour obtenir un état stable
T5 : Refroidie à la suite d'un processus de façonnage à température élevée et vieillie artificiellement T6 : Traitement thermique de mise en solution et vieillissement artificiel T7 : Traitement thermique de la solution et stabilisation (sur-vieillissement)

Classification des séries d'aluminium : Propriétés et applications

La connaissance de la classification de l'aluminium en séries permet de sélectionner le bon matériau en fonction des besoins de production particuliers. Les alliages des séries 1xxx, 3xxx et 5xxx ne sont pas tous traitables thermiquement, alors que ceux des séries 2xxx, 6xxx et 7xxx le sont tous.

Chauffage des alliages : Alliages traitables à chaud et alliages non traitables à chaud

Les séries 6xxx, 2xxx et 7xxx sont désignées comme des séries traitables à chaud :

• La résistance est obtenue par durcissement par précipitation
• Peut être traité et vieilli
• Potentiel de résistance plus élevé
• Exigences de traitement plus complexes

Série non traitable thermiquement (1xxx, 3xxx, 5xxx)

• Obtenir une résistance grâce à l'écrouissage
• Ne peut être renforcé par traitement thermique
• Un traitement plus simple
• Excellente résistance à la corrosion

Applications populaires des alliages d'aluminium corroyé

2024-T4 : Pièces structurelles aéronautiques, utilisation à forte contrainte 

5052-H32 : Utilisations marines, politique en matière d'équipements chimiques

6061-T6 : Encadrement, automobile, fabrication générale 

7075-T6 : Structures d'aéronefs, application haute performance

Lecture des spécifications complètes de l'aluminium

Pour apprendre à lire les alliages d'aluminium et les températures, voici un exemple complet : 7075-T7351

• 7075: Alliage de zinc de la série 7000 à haute résistance
• T7 : Traitement thermique et stabilisation de la solution
• 3: Travail à froid après mise en solution
• 5: Le stress est soulagé par les étirements
• 1: Selon des tolérances dimensionnelles spécifiques

Section du processus : Considérations à prendre en compte lors de la fabrication de l'aluminium

Au cours du processus de fabrication, les propriétés prises en compte dans la sélection des matériaux se réfèrent à des considérations mécaniques, de fabrication et environnementales, ainsi qu'à des considérations de rentabilité afin d'obtenir des résultats de fabrication optimaux.

Facteurs clés de sélection

• Exigences en matière de force : Faire correspondre la désignation de la trempe aux exigences de la charge 
• Résistance à la corrosion : Tenir compte des conditions d'exposition à l'environnement
  Soudabilité : Certains tempéraments perdent de leur force pendant le soudage.
• Usinabilité : Les états T6 s'usinent généralement mieux que les états recuits. 
• Formabilité : Les températures plus douces permettent des opérations de formage plus complexes

Avantages de l'aluminium 6061 T6

6061-T6 a un bon rapport résistance/poids, une excellente résistance à la corrosion et une bien meilleure usinabilité que les conditions recuites. Cette combinaison le rend applicable aux pièces qui nécessitent une résistance modérée à élevée, mais une bonne qualité de fabrication de la structure.

Contrôle de la qualité et vérification des matériaux

L'identification correcte des matériaux nécessite la vérification de la composition de l'alliage et de l'état de trempe. Les certificats de matériaux doivent spécifier la désignation complète, y compris tout suffixe d'état supplémentaire qui affecte les propriétés mécaniques.

Essais et documentation

Les systèmes de qualité de la fabrication doivent vérifier

• Composition chimique conforme à la spécification
• Confirmation des propriétés mécaniques par des essais
• Vérification de la température par des essais de dureté ou de traction
• Documentation de traçabilité pour les applications critiques

Normes et références industrielles

Le système international de désignation des alliages de l'Aluminum Association est basé sur la norme ANSI H35.1, la reconnaissance internationale étant obtenue par le biais d'accords d'harmonisation avec dix-huit pays et l'Association européenne de l'aluminium.

Pour comprendre comment lire les alliages d'aluminium et les températures, il faut se familiariser avec ces normes industrielles afin de garantir une spécification et un approvisionnement corrects des matériaux. Les activités de production sont favorables aux systèmes de désignation normalisés, qui facilitent la communication au sein de la chaîne d'approvisionnement mondiale.

FAQ

1. Que signifie l'indice T6 pour un alliage d'aluminium ?

T6 signifie que cet alliage d'aluminium a été soumis à un traitement thermique de mise en solution suivi d'un vieillissement artificiel. Ce traitement consiste à chauffer le matériau à une température supérieure à 900°F, à le refroidir dans l'eau, puis à le vieillir à une température plus basse afin d'obtenir un durcissement par précipitation et une résistance maximale.

2. Quels sont les signes révélateurs qu'un alliage d'aluminium peut être traité thermiquement ?

Les alliages d'aluminium qui peuvent être traités thermiquement sont les 2xxxx, 6xxxx et 7xxxx, tandis que les séries 1xxx, 3xxx et 5xxx d'alliages d'aluminium ne peuvent pas être traitées thermiquement. Les alliages qui peuvent être traités thermiquement peuvent être durcis au moyen d'un traitement en solution et d'une trempe.

3. Quelle est la différence entre l'aluminium 6061 et l'aluminium 6063 ?

Les deux sont des séries Mag et Silicon 6000, la 6061 étant plus solide et utilisée pour les pièces structurelles, et la 6063 ayant un aspect supérieur et une résistance à la corrosion, utilisée dans des situations architecturales telles que les fenêtres et les cadres de porte.

4. Les alliages d'aluminium sont-ils convertis à un moment donné après la fabrication ?

Oui, la plupart des alliages d'aluminium peuvent faire l'objet d'un nouveau traitement thermique pour modifier leur état. En revanche, le soudage réduit normalement les propriétés de l'état T6 à environ T4, et un nouveau traitement thermique après soudage est nécessaire pour retrouver la pleine résistance.

5. Que représentent les anciens T6 (tels que T651) ?

Des chiffres supplémentaires précisent les traitements de détensionnement. T651 indique que le matériau a été détendu par étirement après mise en solution et vieillissement, tandis que T652 indique un détensionnement par compression.