La tôle d'aluminium 6061-T6 est le produit phare du traitement thermique-du marché de l'aluminium laminé plat-. Il combine un niveau de résistance proche de l'acier doux à environ un tiers de la densité avec une bonne usinabilité, une bonne résistance à la corrosion et une bonne réponse à l'anodisation, et il est acheté à la feuille plutôt qu'à la tonne par les ateliers, les constructeurs de machines et les fabricants de transports. Ce qui suit sont les données de spécification qui déterminent si une bobine ou une feuille découpée est acceptée à l'entrée des marchandises.
Identification et trempe des alliages
Le 6061 est un alliage de magnésium-silicium de la série 6XXX ; il gagne en résistance grâce à la précipitation du siliciure de magnésium lors du vieillissement artificiel. La trempe T6 signifie une solution traitée thermiquement puis vieillie artificiellement, sans le travail à froid ni le soulagement des contraintes qui distinguent la plaque T651. Les feuilles T6 et T651 sont fournies sous ASTM B209/B209M dans la pratique nord-américaine, tandis que les bons de commande européens font généralement référence à la série EN 485 avec la désignation équivalente EN AW-6061. Les désignations de température elles-mêmes sont normalisées dans ANSI H35.1 et EN 515.
Limites de composition enregistrées
| Élément | Limite (% en masse) |
|---|---|
| Si | 0.40-0.80 |
| Mg | 0.80-1.20 |
| Cu | 0.15-0.40 |
| Cr | 0.04-0.35 |
| Fe | 0,70 maximum |
| Mn | 0,15 maximum |
| Zn | 0,25 maximum |
| Ti | 0,15 maximum |
| Autres | Chaque 0,05 maximum, total 0,15 maximum |
| Al | Reste |
Le cuivre et le chrome sont les ajouts délibérés qui séparent le 6061 de l'alliage d'extrusion 6063 à moindre résistance ; le cuivre augmente la résistance, le chrome contrôle la structure des grains et limite la perte de ténacité.
Propriétés mécaniques et physiques
| Propriété | 6061-T4 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction, minimum selon ASTM B209 | 205 MPa (30 ksi) | 290 MPa (42 ksi) |
| Limite d'élasticité, décalage de 0,2 %, minimum | 110 MPa (16 ksi) | 240 MPa (35 ksi) |
| Résistance à la traction typique, feuille | - | 310 MPa (45 ksi) |
| Limite d'élasticité typique, feuille | - | 276 MPa (40 ksi) |
| Dureté, typique | - | environ. 95 HB |
Les données physiques utilisées dans la plupart des feuilles de conception sont : densité 2,70 g/cm3, module d'élasticité 68,9 GPa, plage de fusion 582-652 C, conductivité thermique d'environ 167 W/(m K) à 25 C dans l'état T6 et une limite d'endurance à la fatigue d'environ 96,5 MPa à 5 x 10^8 cycles pour la feuille T6. Ce sont les valeurs minimales garanties, et non les valeurs typiques, qui doivent être saisies dans un calcul de conception.
Plage d'épaisseur et tolérances
L'approvisionnement standard des usines s'étend de 0,016 po (0,4 mm) à 0,250 po (6,35 mm) en feuille, au-dessus duquel le produit est classé comme plaque. La tolérance d'épaisseur n'est pas un chiffre unique : selon ASTM B209/B209M, la variation autorisée dépend de l'épaisseur commandée et de la largeur de la fente. Les acheteurs spécifiant une épaisseur mince pour des pièces de précision doivent indiquer à la fois l'épaisseur nominale et la classe de tolérance, et doivent s'attendre à ce que les exigences de cambrure et de planéité soient indiquées séparément. La feuille coupée-à-longueur est normalement fournie avec un bord de cisaillement carré et une épaisseur mesurée en un nombre défini de points sur la largeur.
Fabrication : pliage, usinage et soudage
Le 6061-T6 se plie proprement à 90 degrés avec un rayon intérieur d'environ deux à quatre fois l'épaisseur du matériau ; des rayons plus serrés doivent être formés dans la trempe T4 et la pièce doit ensuite être vieillie. L'alliage s'usine bien avec les outils en carbure à des vitesses de coupe élevées et des avances légères, et c'est un choix courant pour le travail sur gabarits, montages et plaques. Le soudage s'effectue par MIG ou TIG avec un enduit ER4043 ou ER5356 selon AWS A5.10 et la conception des joints suit le code de soudage structurel en aluminium AWS D1.2. Le point qui compte commercialement est le ramollissement de la zone affectée par la chaleur : le précipité vieillissant se dissout dans la zone de soudure et la résistance peut y tomber à environ la moitié de la valeur initiale T6, avec une récupération naturelle partielle au cours des semaines suivantes. Lorsqu'une soudure doit supporter une charge complète, des sections plus épaisses ou un détail de joint renforcé sont utilisés au lieu de compter sur les propriétés récupérées.
Corrosion, anodisation et applications typiques
La résistance à la corrosion atmosphérique et à l'eau douce-est bonne et l'alliage n'est normalement pas sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte-. Les environnements légèrement alcalins ou riches en chlorure-bénéficient d'un revêtement de conversion transparent sans chromate-, et les films anodiques appliqués sur MIL-A-8625 Type II ou Type III produisent une surface dure et uniforme qui accepte bien les colorants. Les applications courantes sont les composants usinés CNC, les plaques et fixations d'outillage, les supports, les châssis et les charpentes, les carrosseries de camions et de remorques, les boîtiers électriques, les dissipateurs thermiques, la quincaillerie marine et la fabrication structurelle générale.
Foire aux questions
Q:L’aluminium 6061-T6 peut-il être soudé ?
R : Oui, par MIG ou TIG avec un enduit ER4043 ou ER5356, mais la zone affectée par la chaleur-perd de sa résistance car le précipité de vieillissement T6 est dissous par le cycle thermique de la soudure. Prévoir une résistance environ la moitié de celle du métal de base dans la zone ramollie.
Q:Quelle est la limite d'élasticité minimale garantie pour la tôle 6061-T6 ?
R : ASTM B209/B209M spécifie une limite d'élasticité minimale de décalage de 0,2 % de 240 MPa (35 ksi) et une résistance à la traction minimale de 290 MPa (42 ksi) pour la feuille 6061-T6 ; les valeurs typiques des usines sont plus élevées.
Q:Le 6061-T6 est-il identique au 6061-T651 ?
R : L’alliage et le traitement de vieillissement sont les mêmes. T651 désigne un produit qui a été soulagé par étirement après traitement en solution, ce qui réduit la distorsion lors de l'usinage de tôles épaisses ; La feuille T6 n'est pas étirée.
Q:Dans quelle mesure la feuille 6061-T6 peut-elle être pliée sans se fissurer ?
R : Un rayon intérieur minimum pratique est d'environ deux à quatre fois l'épaisseur pour un pliage à 90 degrés. Pour des rayons plus serrés, formez dans la trempe T4 et vieillissez artificiellement la pièce jusqu'à T6 ensuite.
Q:Quelles épaisseurs sont fournies sous forme de tôle plutôt que de plaque ?
R : Jusqu'à 0,250 po (6,35 mm), le produit est normalement classé et commandé en feuille ; le matériau plus lourd est la plaque, où les tolérances d'épaisseur, la planéité et les propriétés directionnelles changent.
Q:Le 6061-T6 s'anodise-t-il bien ?
R : Oui. L'alliage développe un film uniforme adapté aux finitions transparentes ou teintes selon MIL-A-8625 Type II et aux revêtements anodiques durs de type III, à condition que la surface soit correctement dégraissée et que la finition laminée ou la surface usinée soit exempte de contamination ferreuse incrustée.
