Divers alliages d'aluminium pour la fabrication

L'aluminium est l'un des métaux les plus utilisés au monde, avec le fer, l'étain et le cuivre. C'est la pierre angulaire de tant de biens et d'applications industrielles, et il est facile de comprendre pourquoi. Il est léger avec une densité bien inférieure à celle de beaucoup de ses homologues. Il est durable et un excellent conducteur de chaleur et d'électricité. Il possède également de multiples alliages auxquels on peut donner des propriétés très spécifiques.

Les développeurs d'alliages d'aluminium ont révolutionné l'art de le mélanger avec d'autres éléments et d'améliorer les propriétés du matériau final. Habituellement, l'objectif est d'améliorer la résistance tout en conservant les propriétés souhaitables de l'aluminium, notamment sa légèreté et sa résistance à la corrosion. Cependant, il peut être décourageant de garder une trace de tous les différents alliages, alors j'espère que ce guide pourra s'avérer utile pour expliquer brièvement les éléments de base, leur composition élémentaire et leurs utilisations.

Il convient de noter que les séries 2000, 6000 et 7000 peuvent être traitées thermiquement alors que les autres ne le sont pas. La liste remontera jusqu'à la série des séries 1000 à 8000 d'alliages d'aluminium forgés, il est donc préférable de commencer par la pureté la plus élevée :

Avantages des alliages w avec une teneur élevée en aluminium

Teneur en aluminium en fractions massiques, w /%	Principales impuretés dans les fractions massiques, w /%		Quelques utilisations typiques
	Silicium	Fer
99,95 (haute pureté)	<0.006	<0.006	Menuiserie d'extrusion, conducteur électrique, garniture anodique, feuille
99,80	<0.15	<0.15	Plomberie, réflecteurs, bijoux
99,50	<0.25	<0.40	Usine chimique, réservoirs, tubes
99,50	w (Si + Fe) <1,0 %		Poêles, casseroles, tôlerie

L'aluminium relativement pur a une gamme d'utilisations difficiles à cerner. La série 1000, par exemple, a une teneur minimale de 99 %. Cette grande pureté produit de nombreuses utilisations intéressantes comme les conducteurs. En tant que conducteur, il peut être une bonne alternative au cuivre, même pour le câblage industriel, en particulier le 1350. Le principal avantage par rapport au cuivre est le poids, ce qui le rend idéal pour de nombreuses lignes électriques. Cependant, l'inconvénient de la série est sa résistance relative, bien qu'il puisse être remédié à l'utilisation d'un revêtement ou d'un durcissement par déformation.

Pourtant, les applications des alliages 1000 sont beaucoup plus diverses en raison de sa malléabilité. C'est également la source du papier d'aluminium et des emballages alimentaires (généralement le 1100) en raison de sa résistance à la corrosion et de sa capacité à bloquer les odeurs, les odeurs et l'humidité.

Cependant, la série 1000 n'est pas en reste dans les applications plus dures et plus intenses. L'ajout d'un peu de magnésium et de lithium (parmi d'autres métaux en fonction de la souche) en fait un composant aérospatial compétent, tout comme ses alliages frères dans la série des nombres supérieurs.

Cuivre et Manganèse

Les séries 2000 et 3000 restent également au-dessus de la plage de 90 %, bien qu'elles offrent des utilisations très différentes. Le cuivre est le principal élément d'alliage pour le premier, tandis que le manganèse est le plus crucial pour le second. Les alliages 2000 ont une bonne résistance et une bonne ténacité, ils sont donc parfaits pour les avions (2024 en particulier). Le 3003 est un alliage populaire à usage général en raison de sa résistance modérée et de sa grande propension à la maniabilité. Ses applications incluent les échangeurs de chaleur et les ustensiles de cuisine. L'alliage 3004 et ses modifications sont utilisés dans le corps des canettes de soda.

Silicium

Les alliages de la série 4000 contiennent du silicium comme ingrédient principal. Des quantités suffisantes de ce mélange abaissent le point de fusion de l'aluminium, mais ont le net avantage d'éviter la fragilité. La série a un grand potentiel pour les fils de soudage et les alliages de brasage, qui nécessitent des points de fusion plus bas. Ils sont parfaits pour le revêtement, l'extrusion et les constructions architecturales.

Magnésium

Le magnésium et divers composés qui en contiennent sont les matériaux les plus largement utilisés pour les alliages d'aluminium. C'est l'une des raisons pour lesquelles il produit des effets si variables. Certains alliages de la série 5000 ne sont pas bons pour les températures élevées, comme le 5083 (avec du manganèse et du chrome), tandis que d'autres comme le 5086 sont parfaits pour le soudage. Les deux alliages susmentionnés sont utilisés conjointement pour les navires de mer. Le 5052 est très présent dans l'électronique, la feuille 5005 anodisée pour les applications architecturales et le 5182 fabrique le couvercle en aluminium des canettes.

Siliciure de Magnésium

La série 6000 est plus dure et plus résistante qu'un alliage d'aluminium, mais reste légère par rapport à la concurrence. Utilisé dans tout, des échelles aux châssis d'avion et de camion aux applications aérospatiales et même aux smartphones. Le 6000 est même une excellente source de mobilier domestique et de bureau. Cet alliage contient certaines quantités de magnésium et de silicium, formant du siliciure de magnésium. C'est le matériau le plus courant pour l'extrusion et l'usinage CNC.

Zinc

De même, les séries 7000 (en particulier les 7050 et 7075) sont les alliages les plus utilisés dans l'industrie aéronautique. Les matériaux de cette série sont très résistants et peuvent être traités thermiquement, il n'est donc pas étonnant qu'ils fassent de bons compagnons de vol. L'ajout de zinc le rend plus résistant, mais moins soudable. Ces alliages particuliers peuvent être durcis par précipitation pour devenir les plus solides de toutes les séries d'aluminium.

Fer et autres éléments

La série 8000 dépend du fer, ce qui lui permet de présenter une combinaison de propriétés similaires aux alliages de la série 1000 mais avec une résistance plus élevée, une meilleure formabilité et une rigidité améliorée. Les alliages de la série 8000 conviennent généralement aux applications à faible épaisseur. Il rend également possible le collage. Ces propriétés le rendent utile pour les châssis rigides et les conteneurs, le 8019 étant utilisé pour les applications aérospatiales et le 8090 étant utilisé pour la cryogénie.