L'alliage de base 7075 derrière les deux tempéraments
Le 7075 appartient à la série 7000 et est reconnu comme la famille d'aluminium-la plus résistante utilisée pour les structures d'avions. Le zinc est le principal élément d'alliage, et les ajouts de cuivre et de magnésium qui l'accompagnent offrent une résistance statique élevée ainsi qu'une excellente performance en fatigue. L'alliage combine résistance, ductilité, ténacité et résistance à la fatigue de manière à le rendre adapté aux composants structurels fortement sollicités.
Les deux tempéraments discutés ici partent exactement de la même chimie. La différence de comportement vient entièrement de la manière dont le matériau est traité thermiquement et de la personne qui effectue ce traitement.
Comment les traitements T6 et T62 diffèrent
Dans l'état T6, le 7075 est traité thermiquement en solution, trempé puis vieilli artificiellement afin qu'il réponde aux exigences spécifiées en matière de propriétés mécaniques. Ce cycle est terminé à l'usine de production, est appliqué à l'ensemble de la charge dans un four contrôlé et le matériau est expédié dans son état final avec les propriétés enregistrées sur le certificat d'essai de l'usine.
Dans la condition T62, l'étape de vieillissement artificiel est réalisée après la livraison du matériau, normalement par le fabricant ou le fabricant final. Étant donné que le traitement est effectué sur des pièces finies ou partiellement finies, le processus est affecté à la pièce plutôt qu'à l'usine, et l'ensemble de propriétés résultant reflète le cycle de vieillissement spécifique utilisé. Dans la pratique, la voie T62 est souvent utilisée avec une étape de vieillissement contrôlée, qui échange une petite quantité de résistance maximale contre une ténacité, une durée de vie en fatigue et une résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte améliorées.
Comparaison des performances mécaniques
| Caractéristiques | 7075-T6 | 7075-T62 |
|---|---|---|
| Voie de traitement thermique | Solution traitée thermiquement et vieillie artificiellement à l'usine de production | Matériau traité thermiquement en solution vieilli après livraison, souvent avec une étape de survieillissement contrôlée |
| Résistance à la traction typique | environ 520 - 570 MPa | Valeurs de crête légèrement inférieures à celles du T6 |
| Limite d'élasticité typique | environ 460 - 505 MPa | Valeurs de crête légèrement inférieures à celles du T6 |
| Élongation | Généralement un peu supérieur à T62 | Ductilité légèrement inférieure en échange de ténacité |
| Résistance à la fatigue | Bien | Amélioré, en particulier sous chargement cyclique |
| Résistance à la rupture | Inférieur | Plus haut |
| Fissuration par corrosion sous contrainte | Plus sensible dans les environnements exigeants | Susceptibilité nettement réduite |
| Formulaire de fourniture typique | Généralement nu, sauf demande | Fréquemment fourni sous forme Alclad |
Le cycle de vieillissement étant contrôlé par celui qui l'exécute, les valeurs mécaniques obtenues dans la condition T62 dépendent du four, du temps de trempage et de la température utilisée. Les tests de vérification sur les pièces finies ou sur des échantillons témoins constituent le moyen normal de confirmer la conformité.
Comportement à la fatigue, à la ténacité et à la corrosion sous contrainte
La raison pour laquelle la voie excédentaire existe est la fissuration par corrosion sous contrainte. En service, les composants 7075-T6 soumis à une contrainte de traction soutenue dans une atmosphère humide ou contenant du chlorure peuvent développer des fissures qui commencent au niveau des bords usinés, des trous de fixation et d'autres sources de contraintes. Le vieillissement excessif modifie la microstructure de sorte que l'alliage tolère davantage cet environnement sans se fissurer, au prix d'une légère réduction de la résistance à la traction maximale.
Le comportement à la fatigue s'améliore pour la même raison. Une ténacité plus élevée signifie qu'une fissure se propage plus lentement, de sorte qu'un composant soumis à des vibrations ou à des cycles répétés accumule des dommages moins rapidement et que les intervalles d'inspection peuvent être planifiés avec plus de marge. Pour les structures chargées dynamiquement, la voie T62 constitue donc souvent le meilleur choix technique, même si les valeurs de résistance statique semblent légèrement inférieures sur le papier.
Options d'Alclad et de protection des surfaces
Le 7075-T62 est fréquemment fourni sous forme Alclad, où une fine couche d'aluminium pur est liée métallurgiquement à la surface afin que l'attaque de corrosion soit dirigée vers le revêtement plutôt que vers le noyau structurel. Les produits T6 sont généralement fournis sans revêtement, sauf indication contraire du client, et la protection est alors assurée par anodisation, revêtement de conversion chimique ou système de peinture. Le matériau Alclad coûte plus cher et implique une petite marge dans les calculs de conception, mais il offre un gain substantiel en matière de protection contre la corrosion des surfaces exposées.
Choisir entre 7075-T6 et 7075-T62
Sélectionnez T6lorsque la résistance statique maximale est l'exigence déterminante, la pièce est protégée par un revêtement ou vit dans un environnement inoffensif, et le modèle de contrainte est principalement à court terme ou en compression.
Sélectionnez T62où la pièce subit une contrainte de traction soutenue dans un environnement humide ou contenant du chlorure, où la charge cyclique est importante, ou où la tolérance aux dommages et les intervalles d'inspection importent plus que les derniers pour cent de la résistance à la traction.
Considérez les deuxpour les raccords de cellule, les composants d'ailes et de fuselage, les pièces de train d'atterrissage et autres matériels à forte contrainte, et comparer la résistance requise avec les exigences de corrosion et de fatigue de l'environnement de service réel.
Foire aux questions
Q : Quelle est la principale différence entre le 7075-T6 et le 7075-T62 ?
Les deux sont produits à partir de la même chimie 7075 et sont traités thermiquement en solution. Dans la condition T6, le vieillissement artificiel est terminé à l'usine de production ; dans l'état T62, le vieillissement, souvent avec une étape de survieillissement contrôlée, est effectué après la livraison, ce qui améliore la ténacité, la durée de vie en fatigue et la résistance à la corrosion sous contrainte au prix d'une petite quantité de résistance maximale.
Q : Le 7075-T62 est-il plus faible que le 7075-T6 ?
En termes de tension maximale et de limite d'élasticité, oui, légèrement. L'étape de vieillissement excédentaire qui confère à la trempe son comportement amélioré à la corrosion et à la fatigue réduit également la résistance maximale atteignable. C'est pourquoi le T62 est choisi pour sa durabilité plutôt que pour ses valeurs statiques les plus élevées possibles.
Q : Pourquoi le 7075-T62 est-il moins susceptible de souffrir de fissuration par corrosion sous contrainte ?
La microstructure trop vieillie est moins sensible aux contraintes de traction soutenues dans des conditions humides ou contenant du chlorure-. Cela rend la trempe adaptée aux composants chargés en permanence dans des atmosphères extérieures, marines ou industrielles.
Q : Que signifie Alclad sur le 7075-T62 ?
Alclad décrit un produit avec une fine couche d'aluminium pur collée à la surface. Le revêtement se corrode de manière sacrificielle et protège le noyau, ce qui est particulièrement précieux sur les tôles et plaques T62 utilisées dans les structures exposées des avions.
Q : Les deux états peuvent-ils être usinés et formés de la même manière ?
Les pratiques d'usinage sont similaires pour les deux, et les deux sont fournis dans un état de solution traité thermiquement-ou vieilli plutôt que dans un état doux. Le formage est généralement limité après le vieillissement, de sorte que les pièces qui nécessitent un façonnage sont formées avant l'étape de vieillissement final lorsque le parcours du processus le permet.
Q : Comment la conformité à la spécification T62 est-elle vérifiée ?
Étant donné que le traitement de vieillissement est effectué après la livraison, la partie responsable teste normalement des échantillons témoins ou des pièces finies pour vérifier leur résistance à la traction, leur limite d'élasticité et leur dureté, et enregistre le cycle de traitement thermique-afin que chaque lot puisse être retracé. Les résultats sont comparés aux exigences mécaniques convenues pour l'application.
