Décodage du système de numérotation des alliages d'aluminium

L'aluminium est un métal léger mais incroyablement résistant, ce qui en fait un excellent choix pour de nombreuses applications dans l'industrie automobile, aérospatiale et électronique. En plus de sa durabilité et de sa légèreté physique, l'aluminium est résistant à la corrosion grâce à une forte couche de film d'oxyde recouvrant sa surface.

Étant donné que l'aluminium forme facilement des composés avec d'autres éléments chimiques, un grand nombre d'alliages d'aluminium ont été développés au fil des ans. Pour créer un alliage d'aluminium et améliorer certaines qualités de l'aluminium de base, il faut ajouter un élément chimique à l'aluminium pur. Cela nécessite un mélange minutieux de ces éléments - tels que le magnésium, le silicium, le zinc ou le cuivre - avec de l'aluminium pendant que le métal est en fusion. Ces éléments peuvent augmenter la résistance, la densité, la maniabilité, la conductivité électrique, etc. de l'aluminium.

Les alliages d'aluminium peuvent varier considérablement en fonction de leur composition et de leur revenu. Pour éviter toute confusion, les alliages d'aluminium sont nommés et classés selon un système de numérotation des alliages d'aluminium. Ces systèmes aident les concepteurs et les ingénieurs à se familiariser avec divers alliages, leurs caractéristiques et leurs applications courantes. Cela aide les équipes produit à choisir le bon alliage d'aluminium et la bonne méthode de fabrication pour une pièce particulière.

Numéros de série en aluminium forgé

L'Aluminum Association a établi le système de description des alliages corroyés en 1954. Lorsque le système a été mis en place pour la première fois, il énumérait 75 compositions chimiques. Aujourd'hui, il existe plus de 530 éléments chimiques actifs enregistrés, et ce nombre continue d'augmenter.

La série en aluminium forgé nomme les éléments avec quatre chiffres numériques où le premier chiffre représente l'élément d'alliage principal, le deuxième chiffre indique une modification d'un alliage spécifique et les troisième et quatrième chiffres sont des nombres arbitraires attribués à des alliages spécifiques de la série.

Voici les principaux agents d'alliage de la série d'aluminium forgé :

1xxx — 99 000 aluminium minimum

Il est impossible que l'aluminium soit pur à 100 %, mais l'aluminium de cette catégorie de série forgée contient au moins 99 % d'aluminium. À toutes fins utiles, les alliages 1xxx sont considérés comme de l'aluminium pur. Notamment, cet alliage est l'exception à la règle de dénomination des séries corroyées - dans les noms d'alliages 1xxx, les deux derniers chiffres représentent le pourcentage minimum d'aluminium supérieur à 99. Par exemple, l'alliage 1350 est composé d'au moins 99,50 % d'aluminium.

L'aluminium pur a une grande résistance à la corrosion et une grande maniabilité, ainsi qu'une conductivité électrique et thermique élevée. Pour cette raison, cet alliage est souvent utilisé pour des applications électriques et chimiques. L'aluminium pur n'est pas très solide et est rarement utilisé pour des applications structurelles, mais l'écrouissage peut augmenter modérément la résistance du matériau.

2xxx — Cuivre

Cet alliage de série corroyé offre une résistance et des performances élevées sur une large plage de températures et est régulièrement utilisé dans les applications aérospatiales. Un alliage d'aluminium pour avion bien connu est l'alliage 2024. Cependant, certains alliages de cuivre et d'aluminium sont sensibles à la fissuration par la chaleur et la corrosion sous contrainte et sont considérés comme non soudables, tandis que d'autres alliages 2xxx peuvent être soudés en utilisant les bonnes méthodes. 2xxx diminue l'allongement et la résistance à la traction de l'aluminium et n'offre pas une aussi bonne résistance à la corrosion que les autres alliages de la série corroyée.

3xxx — Manganèse

Les alliages d'aluminium 3xxx ont d'abord été utilisés uniquement dans les casseroles et les poêles, mais sont maintenant largement utilisés dans les composants d'échangeurs de chaleur pour les véhicules et les centrales électriques. Avec une bonne stabilité à la température et une bonne résistance à la corrosion, les alliages de cette catégorie conviennent à une utilisation dans des conditions extrêmes. 3xxx permet également une bonne formabilité et maniabilité. Le 3003 est un alliage de manganèse populaire utilisé pour les applications à résistance modérée qui nécessitent des formes complexes.

4xxx — Silicium

Le silicium réduit le point de fusion de l'aluminium et améliore sa fluidité lorsqu'il est fondu. Pour cette raison, les alliages 4xxx sont souvent utilisés dans les fils de soudage par fusion et comme alliages de brasage. Le silicium seul ne peut pas être traité thermiquement, mais un certain nombre d'alliages 4xxx répondent bien aux traitements thermiques grâce à l'ajout de cuivre ou de magnésium.

5xxx — Magnésium

Les alliages d'aluminium de cette catégorie sont facilement soudables et largement utilisés pour des applications dans la construction navale, le transport, la construction de ponts et la construction. Les alliages 5xxx offrent une bonne résistance à la corrosion dans les environnements marins et ont la résistance la plus élevée de tous les alliages non traitables à la chaleur. Cependant, les alliages 5xxx contenant plus de 3 à 3,5 % de magnésium ne sont pas recommandés pour un service à température élevée supérieure à 65,6 °C (150 °F) en raison de la possibilité de fissuration par corrosion sous contrainte.

6xxx — Magnésium et silicium

Les alliages 6xxx se composent généralement d'environ 1,0% de magnésium et de silicium chacun, ce qui produit du siliciure de magnésium. Le siliciure de magnésium peut supporter des traitements thermiques en solution qui améliorent la résistance, la formabilité et la résistance à la corrosion. Ce numéro de série forgé est utilisé dans toute l'industrie de la fabrication par soudage, principalement incorporé dans les composants structurels et les extrusions.

Ces alliages sont sensibles aux fissures de solidification, ce qui signifie qu'ils ne doivent pas être soudés sans matériaux d'apport - souvent, 6xxx est soudé avec des matériaux d'apport 4xxx ou 5xxx pour augmenter la soudabilité. L'un des principaux alliages de magnésium et de siliciure est le 6061, qui est l'un des alliages d'aluminium les plus polyvalents pouvant être traités thermiquement.

7xxx — Zinc

Ce numéro de série forgé contient certains des alliages d'aluminium les plus résistants qui conviennent le mieux aux applications hautes performances dans les équipements sportifs de compétition ou les industries aéronautique et aérospatiale. Les ajouts de zinc vont de 0,8 à 12 % dans les alliages 7xxx et peuvent être associés à des pourcentages plus faibles de magnésium, de cuivre et de chrome pour une meilleure aptitude au traitement thermique.

Comme 2xxx, 7xxx contient des alliages à la fois adaptés et non adaptés au soudage - un alliage couramment soudé est le 7005, qui est principalement utilisé avec des charges d'alliage 5xxx. L'un des alliages d'aluminium les plus résistants disponibles est le 7075, qui est souvent utilisé dans les structures de châssis d'avion et pour d'autres applications à fortes contraintes.

Considérations pour la série en aluminium forgé

Il est important de noter quels alliages d'aluminium peuvent être traités thermiquement et lesquels ne le sont pas. Cela aidera les équipes produit à déterminer les applications appropriées pour des alliages d'aluminium spécifiques et à protéger les composants des températures élevées si nécessaire.

• Les alliages des séries 2xxx, 6xxx et 7xxx peuvent être traités thermiquement.
• Les alliages d'aluminium forgé des séries 1xxx, 3xxx et 5xxx ne peuvent pas être traités thermiquement et ne permettent que l'écrouissage.
• La série 4xxx contient des alliages pouvant être traités thermiquement, mais principalement des alliages non traitables. Cependant, la plupart des alliages 4xxx non traitables thermiquement peuvent réagir aux traitements thermiques lorsqu'ils sont mélangés avec d'autres alliages traitables thermiquement.

Aux États-Unis, nous utilisons principalement la série d'alliages d'aluminium forgé, mais il existe d'autres systèmes de dénomination et d'organisation de l'aluminium, y compris la série d'alliages d'aluminium moulés. Les numéros de série en fonte d'aluminium ressemblent aux numéros ci-dessus. La série en fonte d'aluminium utilise un nombre à 3 chiffres et une décimale (xxx.x), où le premier chiffre (Xxx.x) indique l'élément d'alliage principal.

Comprendre les alliages d'aluminium et les trempes

Les trempes indiquent si un alliage d'aluminium a subi un traitement pour augmenter les propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction, la dureté ou la résistance à la chaleur. Les trempes sont indiquées dans la série en aluminium forgé sous la forme d'une lettre étiquetée après un numéro d'alliage, par ex. 3003-H.

Etats écrouis (-H)

L'ajout d'un "-H" après les alliages 1xxx, 3xxx, 5xxx et parfois 4xxx indique que l'alliage a été écroui puisqu'il ne peut pas être traité thermiquement. Le nombre qui suit immédiatement le H indique son traitement :

• H1 — Ecroui
• H2 — Ecroui et partiellement recuit
• H3 — Ecroui et stabilisé
• H4 — Trempé et laqué ou peint

Les alliages d'aluminium durcis par déformation sont suivis de deux chiffres, où le deuxième chiffre indique une désignation d'échelle allant de 0 (entièrement recuit, le plus doux) à 8 (le plus dur). Par exemple, l'aluminium 5052-H32 a été durci et stabilisé et est relativement mou.

Revenus thermiques et traités thermiquement (-T)

L'ajout d'un "-T" après les alliages 2xxx, 6xxx, 7xxx et certains 4xxx indique que l'alliage a été traité thermiquement, rapidement refroidi ou trempé, ou durci par précipitation. Le chiffre qui suit le T indique quel traitement thermique il a subi.

• T1 — Refroidi à partir d'une température élevée et vieilli naturellement
• T2 – Refroidi à partir d'une température élevée, travaillé à froid et vieilli naturellement
• T3 — Solution traitée thermiquement, travaillée à froid et vieillie naturellement
• T4 — Solution traitée thermiquement et vieillie naturellement
• T5 — Refroidi à partir d'une température élevée et vieilli artificiellement
• T6 — Solution traitée thermiquement et vieillie artificiellement
• T7 — Solution traitée thermiquement et stabilisée
• T8 — Solution traitée thermiquement, travaillée à froid et vieillie artificiellement
• T9 — Solution traitée thermiquement, vieillie artificiellement et travaillée à froid
• T10 – Refroidi à partir d'une température élevée, travaillé à froid et vieilli artificiellement

Les alliages durcis par précipitation ou traités thermiquement contiennent parfois un chiffre supplémentaire, qui indique des propriétés finales spécifiques telles que la relaxation des contraintes par étirement (-T51) ou compression (-T52).

Lecture de la série en aluminium forgé avec Fast Radius

Bien qu'il soit important de se familiariser avec le système de numérotation des alliages d'aluminium, nous ne nous attendons pas à ce que vous connaissiez tous les alliages d'aluminium par cœur. Pour vous assurer de choisir le bon alliage d'aluminium pour l'application de votre projet, faites appel à un partenaire de fabrication chevronné.

Fast Radius peut vous aider à comprendre la série corroyée en alliage d'aluminium et à déterminer le meilleur alliage d'aluminium possible pour une pièce donnée. Notre équipe de fabricants experts possède une connaissance et une expérience approfondies de l'industrie, que nous consacrerons à la réussite de votre prochain projet. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer votre voyage en alliage d'aluminium.

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