La plaque d'aluminium 2017 est laminée à partir d'un alliage de la série 2xxx dans lequel le cuivre est le principal élément d'alliage, soutenu par des ajouts de magnésium et de manganèse. C'était l'un des premiers alliages d'aluminium à haute résistance et reste un choix standard pour les composants usinés, les rivets et les travaux de structure généraux où la température de service reste inférieure à environ 150 degrés.
Caractéristiques clés de l'alliage 2017
Solidité et résistance à la chaleur- l'alliage fonctionne bien en tant que matériau de travail en dessous de 150 degrés, et au-dessus d'environ 125 degrés, il conserve mieux sa résistance que les nuances 7xxx à résistance supérieure-.
Formabilité- bon dans des conditions chaudes, recuites et fraîchement trempées, de sorte que le formage est effectué avant que le vieillissement naturel ne progresse et que la dureté n'augmente.
Réponse au traitement thermique- fortement durcissable, mais le cycle exige un contrôle précis de la température et de la trempe pour éviter les distorsions et les propriétés dispersées.
Résistance à la corrosion- limité à l'état brut ; un revêtement en aluminium pur, une anodisation, un revêtement de conversion chimique ou un système de peinture est utilisé pour protéger les surfaces exposées.
Soudage- la teneur élevée en cuivre rend le soudage par fusion sujet aux fissures, c'est pourquoi le rivetage et la fixation mécanique sont les méthodes d'assemblage habituelles.
Usinabilité et résistance à la fatigue- Une formation nette de copeaux et un bon comportement à la fatigue conviennent aux pièces usinées soumises à des contraintes répétées.
Composition chimique de l'aluminium 2017
| Élément | Plage de composition (% en poids) |
|---|---|
| Aluminium (Al) | Équilibre |
| Cuivre (Cu) | 3.5 – 4.5 |
| Magnésium (Mg) | 0.4 – 1.0 |
| Manganèse (Mn) | 0.4 – 1.0 |
| Silicium (Si) | 0.2 – 0.8 |
| Fer (Fe) | 0,7 maximum |
| Zinc (Zn) | 0,25 maximum |
| D'autres éléments, chacun | 0,05 maximum |
| Autres éléments, total | 0,15 maximum |
La règle des éléments traces- vaut la peine d'être vérifiée sur chaque certificat d'usine : la limite est de 0,05 % maximum pour chaque élément individuel et de 0,15 % maximum au total. Les fiches techniques qui inversent ces deux chiffres doivent être corrigées avant que l'alliage ne soit approuvé pour un projet.
Propriétés mécaniques et physiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 2,78 g/cm³ (0,100 lb/po³) |
| Plage de fusion | 548 – 652 degrés (1018 – 1206 degrés F) |
| Résistance à la traction | 275 à 435 MPa (40 000 à 63 000 psi) |
| Limite d'élasticité | 240 à 380 MPa (35 000 à 55 000 psi) |
| Élongation | 12 – 20% |
| Module d'élasticité | 72 GPa (10,4 × 10⁶ psi) |
| Dureté | 55 – 120 HB ; 95 – 150 HT |
| Conductivité électrique | 33 – 38 % SIGC |
| Conductivité thermique | 140 – 160 W/m·K |
La répartition de la résistance reflète l'état fourni plutôt que la dispersion dans l'alliage lui-même, de sorte que l'état doit toujours être indiqué lors de la commande.
Options de trempe : T4, T6, T451 et T651
| Caractère | Traitement | Limite d'élasticité typique | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| 2017 T4 | Solution traitée thermiquement et naturellement vieillie jusqu'à un état stable | 35 000 à 40 000 psi (241 à 276 MPa) | Pièces formées nécessitant une résistance modérée et une bonne usinabilité |
| 2017 T6 | Solution traitée thermiquement et vieillie artificiellement | 50 000 à 55 000 psi (345 à 379 MPa) | Composants structurels et pièces à forte contrainte- |
| 2017 T451 | Solution traitée thermiquement, soulagée par un étirement contrôlé, vieilli naturellement. | 40 000 à 45 000 psi (276 à 310 MPa) | Composants aérospatiaux et marins nécessitant une résistance à la corrosion sous contrainte- |
| 2017 T651 | Solution traitée thermiquement, contrainte de traction soulagée et vieillie artificiellement | 45 000 à 50 000 psi (310 à 345 MPa) | Pièces structurelles à-contraintes élevées et-usinées avec précision |
T4 offre la meilleure combinaison de formabilité et de résistance modérée ; T6 augmente la résistance et la dureté au détriment de la ductilité ; les variantes T451 et T651 sans contrainte-sont choisies lorsque la stabilité de l'usinage et la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte- comptent plus que la résistance maximale.
Tailles disponibles et épaisseurs courantes
| Dimension | Gamme |
|---|---|
| Épaisseur | 3,175 mm (0,125 po) à 152,4 mm (6 po) et plus |
| Largeur | 304,8 mm (12 pouces) à 1 828,8 mm (72 pouces) et plus |
| Longueur | 609,6 mm (24 po) à 3 657,6 mm (144 po) ou plus |
| Épaisseur de plaque commune | Équivalent millimétrique |
|---|---|
| 1/4 po | 6,35 mm |
| 3/8 po | 9,53 millimètres |
| 1/2 po | 12,7 millimètres |
| 3/4 po | 19,05 millimètres |
| 1 dans | 25,4 millimètres |
Fabrication, assemblage et protection contre la corrosion
Rivetage- la méthode d'assemblage traditionnelle de 2017, avec une trempe des rivets et une préparation des trous adaptées à l'épaisseur de la plaque.
SoudageLe soudage par fusion - a tendance à se fissurer à cause des phases riches en cuivre - ; là où le soudage est inévitable, la sélection des charges et la qualification des procédures sont essentielles.
Protection des surfaces- le revêtement en aluminium pur, l'anodisation, le revêtement par conversion chimique et les systèmes de peinture améliorent tous les performances contre la corrosion dans les environnements agressifs.
Usinage- l'alliage s'usine librement et est largement utilisé pour les vis-pièces de machines, raccords et supports ; des outils tranchants et un dégagement généreux des copeaux maintiennent les surfaces propres.
Formation- le formage à chaud, ou le formage à l'état recuit ou fraîchement trempé, évite les fissures dans les virages serrés.
Applications typiques
Pièces structurelles et usinées pour l'aérospatiale où la résistance plutôt que la résistance à la corrosion est le facteur de conception.
Rivets et fixations pour assemblage de cellules et d'ingénierie générale.
Composants automobiles et de transport, y compris supports, supports et pièces tournées.
Raccords de précision, gabarits et pièces de machines fonctionnant à des températures allant jusqu'à environ 150 degrés.
Pièces d'ingénierie générale qui recevront une finition anodisée ou peinte avant service.
Normes et notes de spécifications
Les feuilles et les plaques sont généralement commandées selon la norme ASTM B209, tandis que JIS H4000 et GB/T 3190 ainsi que GB/T 3880 couvrent la composition chimique et les exigences dimensionnelles sur d'autres marchés. Pour chaque commande, le certificat doit enregistrer le numéro de chauffe, la trempe, la chimie, les résultats de traction et l'inspection dimensionnelle, afin que la plaque puisse être tracée depuis le lingot jusqu'à la pièce usinée finie.
Foire aux questions
Q : Quelle est la différence entre les plaques d'aluminium T4 2017 et T6 2017 ?
Le T4 est traité thermiquement et naturellement vieilli à température ambiante, ce qui lui confère une bonne formabilité avec une résistance modérée. Le T6 est traité thermiquement en solution puis vieilli artificiellement dans un four, produisant une résistance et une dureté plus élevées avec une ductilité inférieure.
Q : La plaque d’aluminium 2017 peut-elle être soudée ?
Le soudage par fusion est déconseillé car la teneur en cuivre favorise la fissuration à chaud. Le rivetage, le boulonnage et autres méthodes de fixation mécanique sont les voies de production normales ; lorsque le soudage ne peut être évité, une procédure qualifiée et un mastic approprié sont requis.
Q : Dans quelle mesure l’aluminium 2017 est-il résistant à la corrosion ?
Bare 2017 a une résistance à la corrosion limitée par rapport aux alliages tels que 5052 ou 6061. Il fonctionne de manière acceptable dans des atmosphères intérieures normales, mais un service exposé ou agressif nécessite un revêtement, une anodisation, un revêtement de conversion chimique ou un système de peinture.
Q : Quelle trempe faut-il sélectionner si la pièce doit être formée en premier ?
Former la plaque à l'état recuit ou fraîchement trempé et traiter ensuite thermiquement. Une fois le vieillissement naturel progressé, la ductilité diminue et les opérations de formage serré risquent de se fissurer.
Q : Pourquoi un revêtement en aluminium est-il utilisé sur la tôle 2017 ?
L'application d'une fine couche d'aluminium pur sur la surface crée une barrière galvanique qui protège le noyau en cuivre-, ce qui prolonge la durée de vie en extérieur et dans des conditions humides sans modifier les propriétés mécaniques sous-jacentes.
Q : Quelle est la température de service maximale pour les plaques d’aluminium 2017 ?
Environ 150 degrés pour les-pièces de travail porteuses. La rétention de résistance au-dessus de 125 degrés est meilleure que celle du 7075, c'est pourquoi 2017 reste spécifié pour les composants de machines modérément chauds.
Q : Comment la plaque 2017 doit-elle être stockée avant l'usinage ?
Gardez-le plat, sec et dégagé du sol, avec un espacement entre les plaques pour permettre la circulation de l'air. Protéger la surface de l’humidité et du contact avec des métaux différents évite les taches et la corrosion galvanique avant la finition de la pièce.
