Alliages d'aluminium 7075 vs. 2024 : comparaison des performances

Dans les alliages d'aluminium-hautes performances,Aluminium 7075et2024 aluminiumsont fréquemment comparés en raison de leurs propriétés mécaniques exceptionnelles et de leur large utilisation dans les applications aérospatiales et d’ingénierie. Alors que l'aluminium 7075 est principalement allié au zinc, l'aluminium 2024 est principalement constitué d'aluminium (environ 90 à 95 %) combiné à du cuivre. Les deux alliages offrent une forte résistance à la fatigue mais diffèrent par leur comportement au traitement thermique et leur application.

Vous trouverez ci-dessous une comparaison détaillée deAluminium 7075 contre . 2024 aluminium, couvrant les propriétés, les états, les compositions et les applications, tels que fournis parGNÉ, un fournisseur professionnel de matériaux en aluminium.

L'aluminium 7075 a undensité d'environ 2,81 g/cm³. Ses performances mécaniques varient considérablement en fonction des conditions de trempe, ce qui signifie que différentes trempes offrent différentes résistances, ductilités et caractéristiques thermiques.

L'aluminium 7075-O présente unrésistance à la traction d'environ 280 MPaet unlimite d'élasticité d'environ 140 MPa, avec un allongement compris entre9 et 10%,indiquant une bonne ductilité. Ce tempérament offreexcellente résistance à la corrosionet une résistance modérée, ce qui le rend acceptable pour les applications où la formabilité est prioritaire.

Pour les sections plus fines (1,59 mm), l'allongement peut atteindre17%, tandis que les sections plus épaisses (12,7 mm) présentent généralement un allongement autour16%. L'alliage a unmodule de cisaillement de 26,9 GPaet une cisaillerésistance de 152 MPa.

7075 Airplane Aluminum Alloys

Les propriétés supplémentaires incluent :

Résistivité électrique :0,00000380 ohm·cm

Capacité thermique spécifique :0,96 J/g· degré

Température de recuit :413 degrés

Gamme de traitement thermique de mise en solution :466-482 degrés

Conductivité thermique :173 W/m·K

L'aluminium 7075 est principalement constitué d'aluminium, avec de petites quantités dezinc, chrome, cuivre, magnésium, fer et manganèse.

LeTrempe 7075-T6offre une résistance nettement supérieure grâce au traitement thermique en solution et au vieillissement artificiel. Il comporte :

Dureté Brinell : ~150

Module élastique :70 GPa

Résistance ultime à la traction :~560 MPa

Limite d'élasticité :~480 MPa

Allongement à la rupture : ~7.9%

Résistance à la fatigue :~160 MPa

Les propriétés thermiques et électriques comprennent :

Début de fusion (solidus) :480 degrés

Conductivité thermique :130 W/m·K

Capacité thermique spécifique :870 J/kg·K

Conductivité électrique :98 % SIGC (poids égal)et33% SIGC (volume égal)

Ces propriétés équilibrées font du 7075-T6 un choix privilégié pour les applications structurelles exigeantes.

L'aluminium 7075-T651 offre des performances mécaniques similaires à celles du T6 mais avec un soulagement supplémentaire des contraintes. Les valeurs typiques incluent

Résistance ultime à la traction :~570 MPa

Limite d'élasticité :~500 MPa

Allongement à la rupture : 3–9%

La résistance et l'allongement varient en fonction de la source du matériau et de l'épaisseur de la plaque, ce qui fait du choix du matériau un facteur critique pour la stabilité dimensionnelle et les performances.

L'aluminium 7075-T7 est produit par traitement thermique suivi d'un vieillissement artificiel pour améliorer la stabilité. Il se classe au deuxième rang parmi 7075 états en termes de ductilité et possède unemodule élastique de 70 GPa.

Les propriétés clés incluent :

Résistance au cisaillement :320 MPa

Module de cisaillement :26 GPa

Coefficient de Poisson :0.32

Allongement à la rupture :~9.3%

Résistance à la fatigue :160 MPa

Caractéristiques thermiques :

Chaleur latente de fusion :380 J/g

Température maximale de service :200 degrés

Capacité thermique spécifique :870 J/kg·K

Point de fusion:640 degrés

Aluminium 7075 fourni parGNÉest largement utilisé dans :

Composants aérospatiaux et de défense

Pièces de vélo-haut de gamme

Planeurs

Engrenages de compteur et composants de fusibles

Pièces de missiles

Engrenages à vis sans fin

Aménagements d'avions

Composants de vanne de régulation

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Propriétés de l'aluminium 2024

L'aluminium 2024 est disponible en plusieurs états avec des caractéristiques globales similaires mais une résistance et une ductilité variables.

L'aluminium 2024-O se compose principalement d'aluminium, avec des éléments d'alliage tels quecuivre, magnésium, manganèse, chrome et fer. Il comporte :

Résistance ultime à la traction :~186 MPa

Limite d'élasticité :~75,8 MPa

Allongement à la rupture :20 % (épaisseur 1,6 mm), jusqu'à 22 % (épaisseur 12,7 mm)

Usinabilité : ~30%

Résistance à la fatigue :~89,6 MPa

Module de cisaillement :28 GPa

Résistance au cisaillement :124 MPa

Propriétés supplémentaires :

Plage de fusion :502-638 degrés

Conductivité thermique :193 W/m·K

Température de recuit :413 degrés

Température de la solution :256 degrés

L'aluminium 2024-T3 contient jusqu'à94,7% d'aluminiumet a une densité de2,78 g/cm³. Les propriétés mécaniques comprennent :

Résistance ultime à la traction :~483 MPa

Limite d'élasticité :~345 MPa

Élongation:Supérieur ou égal à 18%

Module élastique :73,1 GPa

Force portante ultime :855 MPa

Limite d'élasticité des roulements :524 MPa

Autres caractéristiques :

Usinabilité :~70%

Conductivité thermique :121 W/m·K

Résistance à la fatigue :138 MPa

Résistance au cisaillement :283 MPa

Capacité thermique spécifique :0,875 J/g· degré

Cette trempe est couramment utilisée pour les fixations, les composants de missiles, les accouplements et les pièces fusibles.

Expositions en aluminium 2024-T4 :

Résistance ultime à la traction :395 à 579 MPa

Limite d'élasticité :260 à 421 MPa

Ses propriétés ressemblent beaucoup à celles du 2024-T351, permettant aux deux d'être utilisés de manière interchangeable. Les fonctionnalités supplémentaires incluent :

Conductivité thermique :121 W/m·K

Plage de fusion :502-638 degrés

Résistivité électrique :0,00000582 ohm·cm

Usinabilité :~70%

Module de cisaillement :28 GPa

Résistance au cisaillement :283 MPa

Les applications typiques incluent les raccords d'avion, les pistons, les pièces de missiles et les composants de redresseur.

2024 aluminium à partir deGNÉest couramment utilisé dans :

Structures de fuselage et d'aile d'avion

Aménagements d'avions

Roues de camion

Quincaillerie industrielle

Collecteurs hydrauliques

Composants de transport

Aluminum: >90%

Zinc : 5,1 à 6,1 %

Cuivre : 1,2 à 2,0 %

Fer : Inférieur ou égal à 0,5%

Silicium : Inférieur ou égal à 0,4%

Manganèse : Inférieur ou égal à 0,3%

Titane : Inférieur ou égal à 0,2%

Autres éléments : Inférieur ou égal à 0,15%

Aluminium : 90,7 à 94,7 %

Cuivre : 3,8 à 4,9 %

Magnésium : 1,2 à 1,8 %

Manganèse : 0,3 à 0,9 %

Fer : Inférieur ou égal à 0,5%

Silicium : Inférieur ou égal à 0,5%

Zinc : Inférieur ou égal à 0,25%

Titane : Inférieur ou égal à 0,15%

Chrome : Inférieur ou égal à 0,1%

Les deuxAluminium 7075et2024 aluminiumsont très appréciés dans l'aérospatiale en raison de leurrapport résistance-/-poids exceptionnel. Le durcissement par précipitation est souvent appliqué pour améliorer encore la résistance, élevant les limites d'élasticité et de traction à environ83 000 livres par pouce carréet73 000 livres par pouce carré, respectivement.

Ces alliages offrent également d’excellentes performances contrainte-déformation et résistance à la fatigue, ce qui les rend idéaux pour les applications aérospatiales et de défense. Bien que les deux partagent des similitudes, les différences de composition et de comportement mécanique influencent le choix de l'alliage en fonction d'exigences de performances spécifiques.

Grâce à un développement continu et à des traitements de surface,GNÉfournit les deux alliages pour répondre aux besoins exigeants en matière d'ingénierie aérospatiale, marine et haute-performance.

2024 and 7075 Airplane Aluminum Alloys