Demandez à un métallurgiste :une brève introduction aux nuances d'aluminium

Choisir votre alliage

Chez Reliance, nous utilisons principalement deux qualités d'aluminium principales pour nos bornes et nos bancs. Ils ont des conventions de dénomination légèrement différentes, ce qui peut prêter à confusion :achetons-nous dans différents pays avec des normes internationales différentes ?

Aluminium contre aluminium

En ce qui concerne l'aluminium, divers pays du monde ne s'entendent même pas sur une orthographe. L'orthographe nord-américaine « aluminium » était le deuxième choix du nom original, le chimiste britannique Sir Humphry Davy. Il a commencé avec "l'aluminium ", puis a inventé" l'aluminium .” D'autres chimistes, cependant, ont souligné qu'une terminaison -ium serait préférée, pour correspondre à d'autres produits chimiques comme le sodium et le potassium. L'utilisation nord-américaine est restée avec le deuxième choix de Sir Davy; certains chimistes américains et l'usage courant ailleurs ont choisi l'aluminium comme construction lexicale plus cohérente.

Les deux principaux types de nuances d'aluminium

Ce n'est ni l'étymologie ni la norme internationale qui produisent deux types de systèmes de nuances d'aluminium. La raison de l'inadéquation est que le métal coulé et le métal travaillé (forgé) sont classés différemment. Les besoins et les utilisations des métaux coulés et travaillés ne sont pas identiques, de sorte que la même spécification n'est pas utilisée pour les deux.

Le fer est largement connu pour avoir des formes en fonte et en fer forgé, bien que le sens de ces mots se soit suffisamment perdu pour que beaucoup parlent à tort de fer forgé comme de "fer à barre". L'aluminium, comme le fer, se trouve à la fois sous forme coulée et forgée. Fonte d'aluminium est coulé ou injecté sous forme de métal liquide fondu dans un moule. Lorsque le métal refroidit, l'objet solide qui émerge est de forme quasi nette. Il peut être usiné pour le lisser ou le finir, ou être utilisé comme pièce dans une construction plus grande, mais le but de la coulée est de créer quelque chose de très proche de la forme finale. Aluminium forgé , d'autre part, est produit en billettes, brames et blooms. Ceux-ci sont roulés et aplatis en feuilles, tiges et tubes. Il peut être forgé, usiné, assemblé ou travaillé d'une autre manière pour obtenir la forme finale dont il a besoin.

Nous coulons des bornes en aluminium, tout comme nous coulons nos bornes en fonte ductile. Un bon alliage de coulée attrape de beaux détails comme les cannelures et les courbes douces dans le moule. Il convient aux formes complexes et courbes réalisées en une seule pièce. Nos bancs sont fabriqués à partir de feuilles d'aluminium qui sont formées, jointes et découpées au laser; ces pièces sont plus soudables et exploitables, de sorte qu'elles peuvent être coupées et assemblées dans des conceptions complexes avec de nombreux composants construits ensemble.

Ces différents procédés de fabrication nécessitent différentes qualités d'aluminium.

Nuances d'aluminium pour alliages corroyés

De nombreuses organisations internationales différentes se sont réunies pour signer un accord qui établit un système international de désignation des alliages pour l'aluminium forgé. Ces alliages sont regroupés en familles par leur premier chiffre, qui indique à un métallurgiste expérimenté quels sont les principaux métaux d'alliage.

Série 1xxx :plus de 99 % d'aluminium

L'aluminium dans sa forme la plus pure apparaît dans la série 1000. Ces métaux mettent en évidence les propriétés matérielles de l'élément, et l'aluminium 1100 est la qualité d'aluminium "pure" la plus courante, avec moins de 1% d'éléments ajoutés comme le zinc, le cuivre ou le silicium pour la résistance. Même avec ces ajouts, cette famille n'est pas aussi solide que les autres familles d'aluminium, mais les alliages sont faciles à travailler et résistants à la corrosion. Ce groupe est bon pour transmettre la chaleur et l'électricité. Les alliages d'aluminium de la série 1000 sont souvent utilisés dans les applications chimiques, alimentaires et électriques.

Série 2xxx :aluminium et cuivre

2011, 2014 et 2024 sont les nuances les plus courantes de la série 2000 d'alliages d'aluminium, qui sont appréciés pour leur résistance et leur usinabilité. Cette série a le cuivre comme principal élément d'alliage. La série 2000 est résistante, solide et dure, mais elle est également sujette à la corrosion, elle doit donc être scellée si elle est exposée à des éléments oxydants. Cela peut être fait avec des revêtements comme la peinture, la poudre ou le plastique; il est également souvent réalisé avec un revêtement en aluminium pur. L'aluminium de la série 2000 se trouve dans les applications aérospatiales, les fixations et les applications industrielles.

Série 3xxx :Aluminium et Manganèse

Le manganèse, élément extrêmement important pour les métallurgistes et les verriers, est peu connu du grand public. Il apporte de la résistance et désoxyde les alliages. Le manganèse est partout et est utilisé dans les nuances d'acier inoxydable courantes et dans l'aluminium à usage général que nous utilisons tous les jours. Le 3003 est l'aluminium le plus souvent utilisé car il peut être travaillé, soudé et fini. De la tôle aux ustensiles de cuisine, l'aluminium que vous voyez le plus est probablement la série 3000.

Les côtés des canettes en aluminium sont en aluminium de la série 3004. Étonnamment, il s'agit d'un grade différent de celui utilisé en haut et en bas. Le haut et le bas ne sont pas seulement plus épais :ils sont fabriqués en grade 5182. 

Série 4xxx :Aluminium et Silicium

Le silicium aide ces alliages à être plus tolérants à la chaleur :il abaisse le point de fusion de l'aluminium. L'aluminium avec du silicium est également plus ductile, ce qui signifie que le métal résultant est plus flexible et moins cassant. Pour ces raisons, la série 4000 est souvent utilisée dans des applications automobiles ou électriques; il peut gérer la chaleur et l'électricité.

Série 5xxx :aluminium et magnésium

Les plaisanciers connaissent bien la série 5000 en aluminium. Lorsque l'aluminium et le magnésium sont fondus ensemble, ils produisent un alliage résistant à la corrosion. Les applications marines, les réservoirs, les vannes - tout ce qui concerne les produits chimiques ou les conditions météorologiques - sont souvent fabriqués dans ces alliages. De manière utile, ces alliages conviennent également au soudage et au formage, ce qui facilite la création de coques, de vannes et de cryo-réservoirs à partir du matériau. Il s'agit de la série mettant en vedette l'aluminium de qualité 5182 utilisé pour le haut et le bas des canettes de soda !

Série 6xxx :aluminium, magnésium et silicium

Les alliages de la série 6000 sont des alliages de qualité constructeur, combinant les caractéristiques des séries 4000 et 5000 :résistance à la corrosion et robustesse. Nos bancs en aluminium sont fabriqués à partir de 6061, pour une résistance à la corrosion lorsqu'ils sont exposés à l'eau, au sel, à la neige, au soleil et à la pluie; l'alliage offre également la résistance et la stabilité nécessaires à un meuble de chantier robuste.

Série 7xxx :aluminium et zinc

Le zinc ajouté à l'aluminium crée une résistance semblable à celle de l'acier. Si l'aluminium fait le travail de l'acier, dans un endroit où le poids de l'acier est trop lourd, un aluminium de la série 7000 peut être utilisé à la place. L'aéronautique et l'aérospatiale, les voitures et les équipements sportifs utilisent souvent cette série légère mais solide.

Série 8xxx :Les Bizarres

Les métaux ont souvent des alliages peu communs qui sont faits pour des applications spécifiques. Ils se retrouvent souvent dans des conventions de dénomination dans une série de sacs à main, et pour l'aluminium forgé, les excentriques sont dans la série 8xxx. Dans la plupart des cas, si vous achetez un alliage peu commun, vous savez exactement pourquoi et dans quel but; par exemple, les métallurgistes de la NASA recherchent des alliages personnalisés pour des environnements très, très spécifiques.

Comprendre les nuances pour les alliages d'aluminium moulé

R-7539-AL

Hauteur :35-3/4 po
Tuyau intérieur max.
Diamètre :4-1/2 po

Matériau :Aluminium
Grade :A356

R-7589-AL

Hauteur :35"
Max Intérieur Tuyau
Diamètre :4-1/2"

Matériau :Aluminium
Grade :A356

R-7591-AL

Hauteur :32"
Max Intérieur Tuyau
Diamètre :4-1/2"

Matériau :Aluminium
Grade :A356

R-7530-AL

Hauteur :39"
Max Intérieur Tuyau
Diamètre :3-1/2"

Matériau :Aluminium
Grade :A356

L'aluminium coulé a plus d'une norme de dénomination couramment utilisée. Pour les produits moulés, les spécifications peuvent être différentes selon l'endroit où vous vous trouvez.

Les principales normes de dénomination de la fonte d'aluminium proviennent de :

• L'Association de l'aluminium
• Institut britannique de normalisation (BSIGroup)
• Normes allemandes (DIN)

La norme de dénomination de l'Aluminium Association est à première vue similaire à la norme de l'aluminium forgé. Les numéros de série reflètent l'élément d'alliage principal… mais en raison de la différence dans les alliages de coulée, le premier numéro n'indique pas le même joueur vedette.

Comme pour l'aluminium forgé, la série 1xx.x est proche de l'aluminium pur et la série 2xx.x est en cuivre. Après cela, l'élément d'alliage majeur se déplace. Les séries 3xx.x et 4xx.x ont toutes deux du silicium. Comme pour les aluminiums corroyés, le silicium dans l'alliage abaisse le point de fusion et maintient la ductilité. La ductilité est utile dans la coulée des métaux pour capturer des détails plus propres et plus petits dans le moule. 3xx.x s'appuie sur d'autres éléments du mélange pour d'autres propriétés comme la force. 5xx.x indique le magnésium, 7xx.x le zinc, l'étain 8xx.x et, dans la catégorie de la fonte d'aluminium, le bloc 9xx.x contient "les plus étranges" - des alliages fabriqués à des fins spécifiques. 6xx.x n'est pas utilisé dans cette convention de dénomination.

Les alliages coulés sont parfois accompagnés de lettres indiquant un traitement thermique. Ce sont :

• F :tel que fabriqué
• O :recuit
• H :écroui
• W :solution traitée thermiquement
• T(1-10) :Autres traitements thermiques, désignés par les chiffres suivants.

Dans notre cas, le A devant 356 n'a rien à voir avec le traitement thermique. Au lieu de cela, pour cet alliage, le A suggère une pureté chimique plus élevée :la plage ou la tolérance pour chaque produit chimique dans le mélange est limitée.

Aluminium :autrefois un luxe, maintenant un incontournable

L'aluminium est le troisième élément le plus abondant de la croûte terrestre, après l'oxygène et le silicium, ce qui le rend plus abondant que le fer. Contrairement au fer, le métal ne peut pas être extrait par simple fusion. Les rubis, les saphirs et les pierres moins précieuses comme la gibbsite sont des minéraux dans lesquels l'aluminium est stocké.

Ce n'est que dans les années 1820 que les chimistes ont compris comment extraire l'aluminium élémentaire. Au début, le processus était suffisamment compliqué pour que le "nouveau" métal soit plus précieux que le platine, l'or ou l'argent.

On raconte souvent que Napoléon III possédait un service de couverts en aluminium réservé à ses hôtes les plus honorés. Un forum historique bien documenté remet en question l'exactitude de cette affirmation, mais note que dans un livre français sur l'aluminium, il est question de l'intérêt de l'empereur pour le métal dans les applications militaires, des éléments décoratifs d'uniforme à l'armement, et qu'il a fait fabriquer un hochet en aluminium pour son fils. Il est certainement vrai qu'avant 1855, l'aluminium était assez cher pour que des barres de métal pur soient stockées à Fort Knox.

Qu'est ce qui a changé? En 1855, un procédé a été inventé pour extraire l'aluminium de l'eau à l'aide d'un courant électrique. Le processus était relativement simple et évolutif sur le plan industriel, et l'aluminium est abondant. En 1859, l'aluminium ne valait qu'un peu plus que l'argent. De nos jours, bien sûr, l'aluminium est vendu à la livre à un vingtième du prix d'une once d'argent (bien que les problèmes de chaîne d'approvisionnement, 2020-2022, aient créé une augmentation du coût de l'aluminium).

Pourquoi la feuille d'aluminium est-elle appelée feuille d'étain ?

Avant que l'aluminium ne soit disponible dans le commerce, une feuille d'étain était utilisée. Comme le papier d'aluminium, le papier d'aluminium était utilisé pour envelopper les aliments afin de les conserver. Cependant, il était plus épais, moins ductile et laissait un arrière-goût dans les aliments. La feuille d'étain était également utilisée dans d'autres applications. Les dentistes utilisaient du papier d'aluminium pour remplir les cavités; la feuille d'étain a également été utilisée dans les premiers phonographes.

La feuille en élément 50, l'étain, existe toujours, principalement utilisée par les chimistes et autres scientifiques. C'est plus cher que le papier d'aluminium.

Les avancées technologiques humaines dépendent souvent des avancées métallurgiques. L'âge du bronze et l'âge du fer en sont des exemples évidents, mais la révolution industrielle dépendait des procédés sidérurgiques Bessemer qui pouvaient soutenir la mécanisation et la construction à grande échelle. L'aluminium est le métal de l'ère spatiale, tout comme le silicium est le métalloïde de l'ère de l'information. Coulés ou forgés, à partir de minerai neuf ou recyclé, les alliages d'aluminium offrent une large gamme de propriétés matérielles pour presque toutes les applications.

Lecture supplémentaire :

• L'aluminium rouille-t-il ou se corrode-t-il ?
• Jantes, tôles et avions :aluminium et pièces moulées en aluminium
• Un guide complet sur l'acier inoxydable