LES ALLIAGES
D’ALUMINIUM ou ALLIAGES LEGERS
1.DEFINITION
Ce sont des métaux non ferreux dont le métal de
base est l’aluminium, leur densité relative est comprise entre 2 et 3.
2.L’ALUMINIUM
C’est l’un des éléments les plus répandus sur
terre (l’écorce terrestre comporte
8.13% d’aluminium, 5.01% de
fer, 0.01% de cuivre)
Le principal minerai d’aluminium est la bauxite,
elle se compose essentiellement de 50 à
70% d’alumine, de 20% d’oxyde de fer, de 5% de
silice.
3. OBTENTION DE
L’ALUMINIUM
Elle
se réalise en 2 étapes
L’aluminium est obtenu par décomposition de
l’alumine, l’alumine est issue de la transformation de la bauxite.
Etape 1 :
La bauxite desséchée et broyée est
mis au contact d’une lessive concentré de soude, pendant plusieurs heures.
La solution d’aluminate de soude ainsi
obtenue, est épurée, filtrée puis décomposée par simple contact avec de
l’hydrate d’alumine.
Après décantation et filtration on recueille de l’hydrate
d’alumine qui calciné donne l’alumine pure.
Etape 2 :
L’alumine, mis en solution avec de
la cryolite fondue à 1000°C (qui permet de dissoudre l’alumine) est
décomposée par électrolyse.
Le passage de courant maintien la température et
décompose l’alumine.
L’aluminium apparaît à la cathode,
constituée par le fond de la cuve qui est conducteur, de l’oxygène apparaît à
l’anode.
4.PRINCIPALES
CARACTERISTIQUES
PROPRIETES PHYSIQUE :
Densité relative : 2.7 (3 fois plus léger que
le fer)
Point de fusion : 658°C
Coefficient de dilatation : 25,4 . 10-6 (2
fois celui du fer)
Conductibilité thermique : très grande (après
l’argent, le cuivre, l’or)
Amagnétique
Non nocif, imperméable, opaque aux rayons ultra
violet (conditionnement de produit alimentaire)
PROPRIETES MECANIQUES :
C’est un métal mou et malléable qui ne s’altère
pas à l’air (formation d’une couche d’alumine protectrice)
5.UTILISATION :
L’aluminium pur n’est pas utilisé très
souvent .
En aéronautique on utilise des placages
d’aluminium pour réaliser la protection contre la corrosion de tôles d’alliages
légers.
Les alliages à base d’aluminium (alliages légers)
sont largement utilisés.
6.DESIGNATION
CONVENTIONNELLE
A. Alphanumérique
La lettre A (Aluminium)
suivie d’un groupe de lettre (éléments alliés par ordre décroissant) et de
nombre placé après la lettre symbole de l’élément allié (teneur en %)
Exemple :
A 45 (aluminium pur à
99,45%)
A-S4G (alliage
d’aluminium comportant 4% de silicium et du magnésium)
A-U4G (alliage
d’aluminium comportant 4% de cuivre et du magnésium)
B. Numérique
Utilise 4 chiffres
Ø
Le premier :
A-G3M ; 5754 / A-G4MC ; 5086 / A-G5M ; 5056 / A- G6 (dural inox ou alumag)
Le magnésium augmente les caractéristiques
mécaniques, la tenue à la corrosion chimique.
On fabrique des tôles par corroyage (travail à
chaud) faciles à emboutir et à souder.
On fabrique des tuyauteries et des raccords pour
circuits basse et moyenne pression (carburant BP , retour hydraulique,
injection d’eau…)
Aluminium silicium :
A-S13 ( alpax )
Le silicium améliore la
coulabilité (utilisation en fonderie)
On fabrique des carters
ou des pistons moteurs (A-S22U)
7.2 alliage trempant
La TREMPE
améliore les caractéristiques mécaniques :
Elle consiste à chauffer
l’alliage : 495°C + ou – 5°C dans des fours électriques à air pulsé ou par
immersion dans des bains de sels en fusion. Le refroidissement, très rapide à
l’eau ou au brouillard d’eau rend dans un premier temps l’alliage mou et
malléable (trempe fraîche durant 3 à 4 heures) après cette période dite
d’incubation les caractéristiques mécaniques s’améliorent progressivement et
sont maximales pour une température de 20°C au bout de 4 jours.
Le processus peut être
accéléré en réchauffant après la trempe à environ 100 à 150°C ( REVENU )
ou ralenti ou stoppé par le froid (rivets maintenus à l’état de trempe
fraîche).
Le REVENU permet donc
d’accélérer le durcissement.
Le RECUIT donne de la
malléabilité (recuit de restauration), ou supprime l’écrouissage (déformation
permanente à froid) (recuit de recristallisation) ou annule les effets de la
trempe sur les alliages à durcissement structural (recuit lent de coalescence)
-aluminium/cuivre
:
Contiennent 4 à 6% de
cuivre + magnésium : A-U5 GT
Très bonne coulabilité, meilleure résistance
mécanique que celle des ALPAX.Ce sont des alliages coulés et
traités.(moulage sous pression)
L'alliage A-U6T est un
alliage forgé(grande insensibilité au chauffage) il est utilisé pour fabriquer
des pistons ou des aubes de compresseur.
-aluminium/cuivre
complexes
L'apport de magnésium, de silicium, de nickel améliore la forgeabilité , les caractéristiques
mécaniques, la tenue à la
fatigue, les traitements thermiques, la résistance à la corrosion.
Le 2017 (A-U4G) appelé
DURALUMIN se compose:
-4% de cuivre
-0.7% de magnésium
-0.5% de silicium
-0.5% de manganèse
Les tôles de duralumin
peuvent être protégées
de la corrosion par placage d'aluminium pur (alliage VEDAL
ou ALCLAD.
-Alliage DURALUMIN FR
2024 (A-U4G1)
-4.25% de cuivre
-1.5% de magnésium
-0.7% de manganèse
-0.4% de silicium
Meilleures caractéristiques mécaniques que le
2017.
Les
alliages DURALUMIN sont utilisés pour la fabrication
(tôles) de fuselage et de
voilure,(forgés) de pièces massives,
semelles de longeron,
revêtement structuraux fraisés, pales
d'hélices, de bielles moteur, carter moteur étoile , roues de
compresseur.
Le VEDAL est utilisé
pour les tôles exposées aux milieux agressifs
Ces alliages présentent
toutefois des inconvénients dans le cas d'une utilisation prolongée
au delà de 200°C (fluage, criques
et risques de rupture)
Alliages
aluminium/cuivre/nickel(forge et fonderie)
-Alliage
"Y" (trempé et mûri)
A-U4N
4% de cuivre, 2 %
de nickel, 1,5% de magnésium
Meilleure tenue à chaud
que le duralumin.
Utilisation : pièces
travaillant à chaud, pistons, culasses.
-Alliage
RR(trempe et revenu)
RR 58 ou 2618 (A-U2GN)
2.3%
de cuivre, 1.2% de nickel, 1.5% de magnésium, 0.1% de titane, 1.1% de fer, 0.2%
de silicium
Utilisation : pièces forgées
travaillant à chaud,
ailettes de compresseur axial,
roue de compresseur centrifuge, structure et revêtement du CONCORDE.
Alliages aluminium/zinc
-Alliage
"ZICRALS"(trempé et revenu)
7075 A (A-Z5GU)
5.7%
de zinc, 2.8% de magnésium, 1.4% de cuivre, 0.2% de chrome,0,3% de silicium.
Utilisation
: cellule d'avion, pièces matricées:
longerons d'ailes, pièces de
train; tôles et profilés: revêtement et structure « coques ».
