Lycée Raymond LOEWY ALUMINIUM ET ALLIAGES D’ALUMINIUM HISTORIQUE 1854: première apparition de l’aluminium lors d’une présentation à l’Académie des sciences par le chimiste français Sainte-Claire Deville, sous la forme d’un lingot Cette pièce avait été 1886: invention du p Héroult (France) et Charles Martin Hal Depuis l’aluminium a grâce notamment ? c Sni* to View ‘aluminium par Paul nt très important son utilisation dans les industries ayant attrait au transport aviation, automobile, marine.
Il est aussi employé dans l’emballage, le bâtiment, l’électricité, la mécanique 2- OBTENTION DE L’ALUMINIUM -1- LA BAUXITE L’aluminium est un métal très répandu sur la terre, le troisième élément après l’oxygène et le silicium. Les bauxites qui sont des roches riches en aluminium primaire Coulée-lamnage continus Coulée semi continue Lingotière Plaques-billettes Lingots Laminage à chaud Filage Forgeage à froid Etirage Tréfilage Matriçage Produits semi-finis Aluminiums Corroyés Industries manufacturières Moulaee OF comme isolant thermique. 3-3- CARACTERISTIQUES MECANIQUES Résistance traction N/mm2 limite app d’elast.
N/mm2 Allongement % Dureté Brinell Module d’élasticité N/mm2 BTS ACI Coulé aminé recuit 70 à 100 30 à 40 15 à 25 IS à 25 67500 70 à 90 40 à 30 Alliages d’aluminium page 3/43 L’allongement à l’état recuit (amélioré à chaud) permet d’utiliser les procédés de laminage, forgeage. La pureté du métal joue un rôle essentiel car plus le métal est pur, plus la dureté, la charpe à la rupture diminu l’allongement augmente. silicium, magnésium, manganèse, titane et des associations magnésium + silicium, zinc + magnésium, zinc + magnésium + cuivre.
Tableau simplifié des aptitudes technologiques et d’usage Alliages AI. AI cu AI Si AI Mg Al Mn AI Si Mg AI zn Mg Al Zn Mg Cu Résistance à la corrosion 4 2 série d’états intermédiaires. Exemple: alliage 5754 – état écroui : à 290 MPa, Rrn=310 à 320 MPa, ? – état recuit: MPa, Rm=225 MPa, A=25% 3-7- TRAITEMENTS THERMIQUES DE DURCISSEMENT STRUCTURAL Le durcissement structural a une importance primordiale dans la métallurgie des alliages d’aluminium car c’est le processus par excellence qui permet d’obtenir des niveaux élevés de résistance mécanique.
Trois phases sont nécessaires: – Mise en solution: maintien en température suffisamment élevée afin de mettre en solution solide les éléments d’addition Trempe: refroidissement suffisamment rapide pour maintenir ? température ambiante la solution solide Maturation – revenu: après trempe, l’alliage durcit plus ou moins rapidement suivant sa composition par simple séjour à la température ambiante: c’est la maturation ou vieillissement naturel.
Exemple: DURALUMINIUM AU 4G 4- DESIGNATION DES ALLIAGES D’ALUMINIUM On distingue deux grandes classes d’alliages d’aluminium: page 5/43 – les alliages corroyés : produits obtenus par des procédés de déformation PAGF S cuivre – manganèse Aluminium Aluminium – silicium Aluminium magnésium 6 Aluminium – magnésium – silicium Aluminium -zi c 8 Autres alliages d’aluminium è me 2 chiffre : pour le groupe 1 les limites de certaines impuretés, pour les autres groupes, les modification successives de l’alliage – 3ème et 4ème chiffres : indiquent pour le groupe 1 le pourcentage d’aluminium au-delà de 99% et pour les autres groupes, l’identification de l’alliages. b – Désignation symbolique Elle est destinée à compléter la précédente. La désignation de l’aluminium non allié destiné au corroyage est constitué du symbole chimique du métal (AI) suivi d’un espace et du pourcentage de pureté exprimé avec une ou deux décimales.
Exemples : EN AVV-1199 [AI 99,99] ou EN AW-1070A[Al 99,7] pour les alliages d’aluminium corroyés alliés, la désignation est constituée du symbole Al suivi d’un espace et du symbole des éléments d’addition respectivement suivi de leur teneur par ordre décroissant. Exemples : EN AW-6061 [ EN AWQ014 [AI CL14SiM2] PAGF 6 OF éléments suivants . – le préfixe EN suivi d’un espace – la lettre A qui représente l’aluminium – la lettre C qui représente les produits moulés – un tiret – cinq chiffres représentant la composition chimique . 2 premiers indiquent le groupe d’alliage 3 derniers indiquent la composition chimique. Exemple : EN AC-21000 : alliage d’aluminium à de cuivre avec des traces de manganèse et de titane.
La désignation comporte les éléments suivants : un tiret les symboles chimiques des éléments d’addition, successivement suivis de leur teneur dans l’ordre décroissant de celle-ci. Exemple : EN AC-AlCu4MgTi : alliage d’aluminium à de cuivre avec des traces de manganèse et de titane. page 7/43 c – Renseignements complémentaires A la suite des désignations données ci-dessus, il est possible d’indiquer le mode d’obtention et le traitement donné à l’alliage. une lettre désigne le procédé de oulage, et un groupe de lettre le traitement. Procédé de moulage PAGF 7 OF revenu) Mise en solution et sur vieillissement artificiel (sur revenu stabilisation) d – Anciennes normes de désignation Les alliages d’aluminium de fonderie sont encore souvent désignés par leurs anciennes normes.
Composition La désignation est alphanumérique Cas des aluminium non alliés : A suivie d’un indice de pureté chimique représenté par un chiffre dont la valeur augmente avec la pureté Exemple: A4 = aluminium de pureté A5 = aluminium de pureté Cas des alliages: A suivie du symbole des éléments d’addition dans l’ordre des eneurs décroissantes Etat de livraison La lettre Y qui signifie alliage moulé est suivie de deux chiffres – le premier chiffre indique le mode de moulage 2: moulage en sable 3: moulage en coquille 4: moulage sous pression 8: moulage par centrifugation page 8/43 9: moulage suivant prescriptions – le deuxième chiffre indique le traitement thermique 0: pas de traitement PAGF OF 0,30-0 9 0,25 5005 5050 5052 5083 5086 5454 5754 0,30 0,40 0. 15 0. 20 0. 10 0*15 Bi :O. 2-O. 6 Pb :O. 20-O. 6 zr+Ti :O. 25 Pb :O. 8-1. S Bi :O. 20 Zr+Ti :O. 25 Mn+Cr :O. 1-O. 6 zr+Ti :O. 08-O. 25 page 10/43 6- PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES ALLIAGES D’ALUMINIUM
