Ce que signifie le O Temper pour 7075 et 2024
O est l'état complètement recuit. Dans le 7075-O et le 2024-O, les éléments d'alliage ne sont plus retenus sous forme de fins précipités qui confèrent leur résistance aux états vieillis, de sorte que les deux matériaux arrivent doux, ductiles et faciles à former. Ils sont utilisés comme matériau de départ pour des opérations de formage sévères et pour des pièces qui sont ensuite traitées thermiquement et vieillies, plutôt que comme matériau de structure fini. Ni l’un ni l’autre ne doivent être confondus avec les conditions de vieillissement des mêmes numéros d’alliage.
Le choix entre les deux alliages recuits se résume à ce qui se passe après la formation de . 7075-O conduit à une pièce finie beaucoup plus solide une fois vieillie, tandis que 2024-O est plus facile à façonner et produit un produit fini avec un équilibre différent entre comportement à la fatigue et aux dommages.
Aluminium 7075-O : propriétés et comportement
Le 7075 est un alliage de zinc-série 7000 avec des ajouts de cuivre et de magnésium. À l'état recuit, il offre une résistance à la traction d'environ 280 MPa et une limite d'élasticité d'environ 140 MPa, avec un allongement généralement compris entre 9 et 10 pour cent. La ductilité s'améliore dans les sections minces : un matériau de 1,59 mm d'épaisseur peut atteindre un allongement d'environ 17 %, tandis que les sections plus épaisses telles qu'un produit de 12,7 mm atteignent généralement environ 16 %.
Résistance à la traction:environ 280 MPa
Limite d'élasticité :environ 140 MPa
Élongation:9 - 10 % typique, jusqu'à 17 % en épaisseur fine
Module de cisaillement :26,9 GPa
Résistance au cisaillement :environ 152 MPa
Densité:2,81 g/cm3
Thermiquement et électriquement, l'alliage se comporte de manière conventionnelle pour l'aluminium. La résistivité électrique est d'environ 0,00000380 ohm.cm, la capacité thermique spécifique est d'environ 0,96 J/g.degC et la conductivité thermique est d'environ 173 W/mK. Le recuit est effectué à environ 413 degC, tandis que la plage de traitement thermique de mise en solution utilisée avant le vieillissement se situe entre 466 et 482 degC.
2024-O Aluminium : Propriétés et comportement
Le 2024 est un alliage d'aluminium à base de cuivre-, allié principalement au cuivre, au magnésium et au manganèse. À l'état recuit, la limite d'élasticité est d'environ 75,8 MPa et la résistance à la traction ultime d'environ 186 MPa, ce qui est sensiblement inférieur au 7075-O. La ductilité est élevée : l'allongement à la rupture est d'environ 20 % pour un matériau de 1,6 mm et jusqu'à 22 % pour un produit de 12,7 mm, ce qui rend l'alliage attrayant pour le formage par étirage et l'emboutissage profond.
Résistance à la traction:environ 186 MPa
Limite d'élasticité :environ 75,8 MPa
Élongation:environ 20 à 22 pour cent selon l'épaisseur
Indice d'usinabilité :environ 30 % du stock de coupe libre
Résistance à la fatigue :environ 89,6 MPa
Module de cisaillement :environ 28 GPa, résistance au cisaillement environ 124 MPa
Le 2024 a une plage de fusion d'environ 502 à 638 degC et une conductivité thermique relativement élevée d'environ 193 W/mK. Sa température de recuit est d'environ 413 degC, la même que pour le 7075, et le traitement thermique en solution avant vieillissement est effectué à environ 495 degC.
Comparaison côte à côte du 7075-O et du 2024-O
| Propriété | 7075-O | 2024-O |
|---|---|---|
| Famille d'alliages | Série 7000, à base de zinc- | Série 2000, à base de cuivre- |
| Résistance à la traction | environ 280 MPa | environ 186 MPa |
| Limite d'élasticité | environ 140 MPa | environ 75,8 MPa |
| Élongation | 9 - 10 pour cent, jusqu'à 17 pour cent de jauge fine | environ 20 - 22 pour cent |
| Module de cisaillement | 26,9 GPa | environ 28 GPa |
| Résistance au cisaillement | environ 152 MPa | environ 124 MPa |
| Conductivité thermique | environ 173 W/mK | environ 193 W/mK |
| Température de recuit | environ 413°C | environ 413°C |
| Température de traitement par la chaleur de solution- | 466 - 482 degC | environ 495°C |
La lecture pratique de ce tableau est simple :. 7075-L'O est environ cinquante pour cent plus résistant que le 2024-O à l'état recuit et offre une résistance bien supérieure après vieillissement, tandis que le 2024-O est considérablement plus ductile, ce qui se traduit directement par un meilleur comportement de formage pour les formes complexes.
Considérations relatives au formage, à l'usinage et à l'assemblage
Les deux alliages sont destinés à être mis en forme à l'état recuit, et la différence d'allongement explique le choix habituel. Les pièces avec des rayons de courbure serrés, des poches embouties profondes ou des peaux incurvées complexes sont normalement formées à partir du 2024-O, tandis que le 7075-O est utilisé lorsque la demande de formage est modérée et que la résistance finale maximale est la priorité. Le retour élastique doit être compensé dans les deux cas et l'outillage doit rester lisse car les surfaces recuites se marquent facilement.
L'usinage des états O est moins agréable que l'usinage de matériaux vieillis : les alliages sont gommeux, produisent de longs copeaux et ont tendance à s'étaler.. 2024-O est évalué à environ 30 % d'usinabilité et est généralement considéré comme le meilleur des deux, mais l'usinage grossier de l'un ou l'autre alliage doit utiliser un outillage tranchant et poli, un râteau positif généreux et une lubrification efficace.
Aucun des deux alliages n’est recommandé pour le soudage par fusion. Les assemblages dans les états O sont assemblés par rivetage, boulonnage ou collage, ou sont d'abord formés puis traités thermiquement et vieillis, les opérations de fixation étant complétées ensuite.
Applications aérospatiales et industrielles
2024-O:les revêtements d'aile et les poutres d'aile, les revêtements de fuselage et les-panneaux porteurs, les pièces d'avions étirées-formées et laminées-et les tôles structurelles générales où des performances élevées en fatigue sont requises.
7075-O:des composants structurels fortement chargés, notamment des cadres d'ailes et de fuselage, des pièces de train d'atterrissage, des raccords à haute contrainte-et du matériel de cellule militaire.
Les deux:des pièces formées à l'état mou, puis vieillies jusqu'à un état de résistance plus élevé-avant d'entrer en service.
Foire aux questions
Q : Quel alliage est plus résistant dans l'état O, 7075-O ou 2024-O ?
7075-O. Sa résistance à la traction est d'environ 280 MPa contre environ 186 MPa pour le 2024-O, et sa limite d'élasticité est d'environ 140 MPa contre environ 75,8 MPa. L’écart se creuse encore une fois que les deux alliages vieillissent.
Q : Pourquoi utiliser un état recuit au lieu d'un état vieilli ?
Parce que la condition O est beaucoup plus formable. Les formes complexes sont produites à partir d'un matériau souple, puis traitées thermiquement et vieillies pour développer la résistance requise, ce qui ne serait pas possible si l'alliage était fourni déjà durci.
Q : Le 7075-O ou le 2024-O peuvent-ils être soudés ?
Aucun des deux alliages ne convient au soudage par fusion. Les compositions contenant du cuivre-et du zinc-provoquent des fissures et une perte de propriétés dans la zone de soudure, de sorte que les assemblages sont plutôt rivetés, boulonnés ou collés.
Q : Quelles températures de traitement thermique-s'appliquent à ces alliages ?
Les deux sont recuits à environ 413°C. Le traitement thermique de mise en solution avant vieillissement est effectué entre 466 et 482 °C pour le 7075 et à environ 495 °C pour le 2024.
Q : Comment l’épaisseur affecte-t-elle l’allongement ?
Un matériau fin s’étire généralement davantage. Dans le 7075-O, un produit de 1,59 mm atteint environ 17 % d'allongement, tandis qu'un produit de 12,7 mm atteint généralement environ 16 %. Pour 2024-O, les chiffres sont d'environ 20 pour cent à 1,6 mm et jusqu'à 22 pour cent à 12,7 mm.
Q : Lequel des deux est le plus facile à usiner ?
2024-O, avec un taux d'usinabilité d'environ 30 % du stock de décolletage. Les deux alliages recuits coupent de manière gommeuse, donc un outillage pointu, des angles de coupe positifs élevés et beaucoup de lubrifiant sont nécessaires pour contrôler la formation de copeaux.
