Récemment, un client nous a demandé s'il pouvait utiliser de l'aluminium 1 100 pour construire un cadre de support-portant. Nous leur avons immédiatement dit d'arrêter. Parce qu'ils n'ont pas vérifié la résistance au cisaillement du matériau. S'ils avaient construit ce cadre, les boulons auraient traversé le métal sous un poids important.
Répondons donc tout de suite à la question la plus importante : la résistance au cisaillement de l’aluminium 1100 varie généralement de 55 à 75 MPa, en fonction de son état.
Dans ce guide, nous détaillerons la résistance au cisaillement de l'aluminium 1 100, le comparerons à d'autres alliages et expliquerons exactement quand vous devriez-et ne devriez pas-l'utiliser.
Introduction au tuyau en aluminium 1100
L'aluminium 1100 est connu sous le nom d'« aluminium commercialement pur ». Il contient au moins 99,0 % d’aluminium pur, sans éléments d’alliage majeurs comme le cuivre, le magnésium ou le zinc.
Grâce à sa pureté, il présente une incroyable résistance à la corrosion, une excellente conductivité électrique et est extrêmement facile à plier et à façonner. Cependant, cette pureté s'accompagne d'un compromis :-elle est très douce. Il n’est pas conçu pour supporter de lourdes charges, ce qui nous amène à la notion de résistance au cisaillement.
Qu'est-ce que la résistance au cisaillement des tubes en aluminium 1100 ?
En clair, la résistance au cisaillement est la capacité d'un matériau à résister à la coupe ou à la coupure en deux par des forces opposées.
Dans le travail des métaux, les contraintes de cisaillement se produisent pendant :
- Opérations de cisaillement : Lorsqu'une usine découpe une plaque d'aluminium avec une guillotine.
- Rivets et boulons : lorsque deux plaques métalliques sont boulonnées ensemble et qu'elles tentent de glisser l'une sur l'autre, le boulon et le trou subissent une contrainte de cisaillement.
- Pression du tuyau : lorsque le fluide pousse contre un joint ou un raccord dans un tube en aluminium 1100 en gros, créant une pression latérale.
Règle générale d'ingénierie : pour les alliages d'aluminium, la résistance au cisaillement représente généralement environ 60 à 70 % de la résistance à la traction ultime du matériau.
Tableau de résistance au cisaillement pour les tuyaux sans soudure en aluminium 1100
La résistance exacte au cisaillement dépend entièrement de « l’état » (l’état d’écrouissage ou de traitement thermique). Étant donné que l'aluminium 1100 ne peut pas être durci par traitement thermique, les usines utilisent le travail à froid (comme le laminage ou l'étirage) pour le rendre plus résistant.
Voici les valeurs typiques de résistance au cisaillement pour différents états :
| Caractère | Résistance au cisaillement (MPa) | Description pour les acheteurs |
| 1100-O | 55 – 60 MPa | Entièrement recuit (l'état le plus doux). Ductilité extrêmement élevée. Facile à plier mais se brise facilement sous des charges de cisaillement. |
| 1100-H12 | 60 – 65 MPa | Quart-dur. Légèrement travaillé-durci. Bon équilibre entre flexion et résistance de base. |
| 1100-H14 | 65 – 75 MPa | À moitié-dur. L'humeur commerciale la plus courante pour unplaque d'aluminium 1100-H14 sur mesure. Plus solide, mais plus difficile à plier fermement. |
| 1100-H112 | ~60 MPa | Tel que fabriqué. Généralement utilisé pour les tuyaux et extrusions industriels. Aucun contrôle particulier sur le travail à froid. |
Remarque : La résistance au cisaillement de l'aluminium 1100 varie généralement de 55 à 75 MPa selon l'état. Vérifiez toujours la température spécifique avant de calculer vos limites de charge.
Facteurs modifiant la résistance du tube en aluminium extrudé 1 100
- Trempe (travail à froid) : Comme le montre le tableau ci-dessus, le travail à froid est le seul moyen d'augmenter la résistance de l'aluminium pur. Plus l’usine roule ou étire le métal, plus la résistance au cisaillement devient élevée.
- Épaisseur : Même si les propriétés mécaniques restent les mêmes, des parois plus épaisses fournissent simplement plus de matériau pour résister aux forces de coupe. Un tuyau de 5 mm d'épaisseur survivra à une force de cisaillement beaucoup plus longtemps qu'un tuyau de 1 mm d'épaisseur.
- Processus de fabrication : La façon dont le tuyau est fabriqué est importante. Un tuyau sans soudure a une résistance uniforme sur tout son corps. Un tuyau soudé a un cordon de soudure. La chaleur du soudage ramène le métal au niveau du joint à l'état "O" (recuit), diminuant localement sa résistance au cisaillement. Vous devez considérer le prix des tuyaux sans soudure en aluminium de 1 100 par rapport à la sécurité de votre projet.
- Température de fonctionnement : L’aluminium perd de sa résistance à haute température. Si votre tuyau en aluminium 1100 transporte des produits chimiques chauds à 150 degrés, sa résistance au cisaillement tombera nettement en dessous de la norme 55 MPa.
Vous ne savez pas si l'aluminium 1100 a suffisamment de résistance au cisaillement pour votre conception spécifique ? Envoyez-nous vos dessins CAO ou les détails de votre application. L'équipe d'ingénierie de GNEE calculera les charges et recommandera la trempe exacte (O, H14 ou H112) dont vous avez besoin-entièrement gratuitement.
Tuyau rond en aluminium 1100 par rapport aux autres alliages
Pour vraiment comprendre à quel point la résistance au cisaillement de l’aluminium 1100 est faible, nous devons le comparer à d’autres alliages courants sur le marché.
| Qualité d'alliage | Résistance au cisaillement (MPa) | Niveau de force | Cas d'utilisation principal |
| 1100 (pur) | 55 – 75 MPa | Faible | Manipulation de produits chimiques, emboutissage profond |
| 3003 (Al-Mn) | 70 – 95 MPa | Moyen-Faible | Usage général, ustensiles de cuisine |
| 5052 (Al-Mg) | 120 – 160 MPa | Moyen | Pièces marines, enveloppes en tôle |
| 6061-T6 (Al-Mg-Si) | 200+ MPa | Haut | Cadres structurels, pièces-pour charges lourdes |
La conclusion :
L'aluminium 1100 est strictement un matériau non-structural. Si votre pièce doit subir de lourdes charges, des vibrations ou des forces de cisaillement, vous devriez plutôt vous tourner vers le 5052 ou le 6061.
La tuyauterie en aluminium 1100 est-elle suffisamment solide ?
Applications appropriées (faible contrainte de cisaillement) :
- Équipement chimique : L’aluminium pur résiste parfaitement aux produits chimiques agressifs.
- Lignes de transformation des aliments : elles sont non-toxiques et faciles à nettoyer.
- Applications électriques : Excellent pour les jeux de barres et la mise à la terre où la résistance n'est pas la priorité.
- Transfert de fluide à basse-pression : lignes de liquide simples qui n'ont pas de pression interne élevée ni d'effets de coup de bélier.
Applications non adaptées (contrainte de cisaillement élevée) :
- Structures porteuses- : supports de toit, charpentes lourdes ou bases de machines.
- Récipients à haute-pression : les parois des tuyaux se briseront sous l'effet d'une pression interne extrême poussant vers l'extérieur.
- Points de fixation à usage intensif- : zones dans lesquelles des boulons et des rivets lourds sont utilisés pour maintenir les principaux composants ensemble.
Utilisations pour le tube carré en aluminium 1100
- Cisaillement de la tôle : parce que la résistance au cisaillement est si faible (seulement 55 à 75 MPa), les usines adorent utiliser de l'aluminium 1 100. C'est très simple sur l'outillage. Les guillotines et les poinçonneuses s'usent beaucoup plus lentement lors de la découpe du 1100 par rapport au 6061. Cela en fait un favori de tout fournisseur de tôles d'aluminium 1100.
- Joints rivetés légers : Vous verrez souvent 1 100 rivets en aluminium utilisés pour joindre de fines feuilles d'aluminium dans des conduits CVC ou une signalisation lumineuse. La contrainte globale étant faible, la faible résistance au cisaillement du rivet 1100 convient parfaitement.
- Échangeurs de chaleur : dans la climatisation ou la réfrigération commerciale, des tubes 1 100 sont utilisés pour se plier étroitement dans les serpentins de refroidissement. La pression du fluide à l’intérieur est soigneusement calculée pour rester bien en dessous du point de rupture par cisaillement du métal mou.
Conclusion
En résumé,L'aluminium 1100 présente une faible résistance au cisaillement allant de 55 à 75 MPa selon son état.Il s'agit d'un métal commercialement pur conçu pour l'emboutissage profond, la résistance chimique et la conductivité électrique, et non pour les structures porteuses-. Comprendre cette limitation garantit que vous utilisez le matériel en toute sécurité et évitez les échecs coûteux du projet.
Vous recherchez un fournisseur d’aluminium fiable ?
Que vous ayez besoin de la formabilité douce du 1100-O ou de la résistance améliorée du 1100-H14, GNEE a ce qu'il vous faut. En tant que fabricant de premier plan, nous fournissons des tôles, des plaques et des tuyaux sans soudure en aluminium 1100 de haute qualité pour le marché mondial.
Tempéraments personnalisés disponibles : O, H12, H14, H112.
Qualité assurée :Des certificats de test complets en usine (MTC) sont fournis avec chaque expédition.
Livraison rapide :Expédition mondiale pour les petits essais et les commandes en gros.
Contactez GNEE aujourd'huipour obtenir les derniers prix d'usine adaptés aux exigences exactes de votre application. Laissez nos experts vous aider à trouver le métal parfait.
