Les types d’aluminium et d’alliages d’aluminium

Aluminium pur

La caractéristique de l'aluminium pur est sa faible densité, soit 2,72g/cm³, seulement environ un tiers de la densité du fer ou du cuivre. Bonne conductivité et conductivité thermique, juste derrière l'argent et le cuivre. Les propriétés chimiques de l'aluminium sont très actives.

Dans les airs, la surface de l'aluminium peut se combiner avec l'oxygène pour former un film protecteur dense Al2O3, ce qui empêche une oxydation supplémentaire de l'aluminium. Par conséquent, l'aluminium a une bonne résistance à la corrosion dans l'air et l'eau, mais il ne résiste pas à l'acide, alcali, et corrosion saline.

L'aluminium a un réseau cubique à faces centrées et une bonne plasticité (d=50%, ψ=80%). Il peut être transformé en profils tels que des fils, assiettes, bandes, et tuyaux sous pression froide ou chaude, mais sa force n'est pas élevée, σb＝80MPa， Après traitement à froid, σb＝(150~250)MPa。 L'aluminium pur est donc principalement utilisé pour fabriquer des fils, câbles, dissipateurs de chaleur, et les nécessités quotidiennes ou les alliages qui nécessitent une résistance à la rouille et à la corrosion mais de faibles exigences de résistance.

L'aluminium de pureté commerciale n'est pas aussi pur que l'aluminium de pureté chimique, car il contient des impuretés telles que Fe, Et, etc. à des degrés divers. Plus il y a d'impuretés présentes dans l'aluminium, plus sa conductivité est faible, conductivité thermique, résistance à la corrosion atmosphérique, et plasticité.

Les qualités d'aluminium pur industriel dans notre pays sont formulées en fonction de la limite d'impuretés, comme L1 L2、L3……。 L est le premier caractère chinois Pinyin pour “aluminium”, et plus le numéro de séquence attaché après celui-ci est élevé, plus sa pureté est faible.

Alliage d'aluminium

L'aluminium pur a une faible résistance et ne convient pas comme matériau de structure. Pour améliorer sa force, la méthode la plus efficace consiste à ajouter des éléments d'alliage tels que Si, Cu, mg, Mn, etc. fabriquer un alliage d'aluminium (aérolithe). Ces alliages d'aluminium ont une haute résistance, mais j'ai quand même faible densité, résistance spécifique particulièrement élevée (c'est à dire. le rapport entre la limite de résistance et la densité), ainsi qu'une bonne conductivité thermique et résistance à la corrosion.

Classification des alliages d'aluminium

Selon la composition et les caractéristiques du processus de production des alliages d'aluminium, ils peuvent être divisés en deux catégories: alliages d'aluminium déformés et alliages d'aluminium moulés.
Lorsque la composition de l'alliage est inférieure à D/point, il peut former une structure de solution solide monophasée lorsqu'il est chauffé, avec une bonne plasticité et adapté au traitement sous pression, c'est pourquoi on l'appelle alliage d'aluminium déformé.

Alliages d'aluminium dont la composition est inférieure au point F en déformation, dont la composition en solution solide ne change pas avec la température et ne peut pas être renforcée par traitement thermique, sont appelés alliages d'aluminium non renforcés par traitement thermique; Un alliage de composition comprise entre F et D/, dont la composition de la solution solide change avec la température, peut être renforcé par un traitement thermique, c'est pourquoi on l'appelle un alliage d'aluminium qui peut être renforcé par traitement thermique.

Alliages de composition supérieure à D/point, structure eutectique à bas point de fusion, bonne fluidité, adapté au moulage, sont appelés alliages d'aluminium moulé, mais ne convient pas au traitement sous pression.

Les alliages d'aluminium déformables peuvent également être classés en aluminium antirouille, aluminium dur, aluminium ultra dur, et aluminium forgé selon leurs principales caractéristiques de performance.
Les alliages d'aluminium de coulée peuvent également être classés selon les différents éléments d'alliage principaux.: Pour Oui, Al Cu, Al Mg, Al Zn, etc.

Caractéristiques du traitement thermique de l'alliage d'aluminium

Les alliages d'aluminium peuvent non seulement améliorer leur résistance grâce à l'écrouissage par déformation à froid, mais améliorent également davantage leur résistance grâce à un traitement thermique – “durcissement par le vieillissement” méthode.
Le mécanisme de traitement thermique de l'alliage d'aluminium est différent de celui de l'acier. Après trempe, la dureté et la résistance de l'acier augmentent immédiatement, tandis que la plasticité diminue. Les alliages d'aluminium avec des composants entre F et D/peuvent être chauffés jusqu'à la région de la phase alpha, isolé, et trempé par refroidissement à l'eau pour obtenir des solutions solides alpha sursaturées à température ambiante. Leur résistance et leur dureté ne peuvent pas être immédiatement augmentées, mais leur plasticité est nettement améliorée. Ce processus est appelé trempe ou traitement en solution.

En raison de l'instabilité de la solution solide sursaturée obtenue après trempe, il y a une tendance à précipiter une deuxième phase (phase de renforcement). Après avoir été laissé à température ambiante pendant un certain temps ou chauffé à basse température, les atomes ont la capacité de se déplacer à l’intérieur du réseau et de passer progressivement à un état stable, ce qui entraîne une augmentation significative de la résistance et de la dureté, tandis que la plasticité diminue. Le phénomène de renforcement supplémentaire de l'alliage après un traitement en solution solide au fil du temps est appelé “durcissement par le vieillissement” ou “durcissement par le vieillissement”. Le processus de vieillissement réalisé à température ambiante est appelé vieillissement naturel., tandis que le processus de vieillissement effectué dans des conditions de chauffage est appelé vieillissement artificiel.

Alliage d'aluminium déformable

1. Alliage d'aluminium antirouille

Les principaux éléments d'alliage sont le Mn et le Mg. Ce type d'alliage est une solution solide monophasée après forgeage et recuit, il a donc une bonne résistance à la corrosion et une bonne plasticité. La qualité de l'aluminium antirouille est représentée par le préfixe chinois Pinyin. “LF” suivi d'un numéro séquentiel. Tel que LF5, LF11, LF21, etc. Ce type d'alliage est principalement utilisé pour le laminage, soudage, ou des composants structurels résistants à la corrosion avec de faibles charges, comme les réservoirs de pétrole, tuyaux, fils, squelettes à charge légère, et divers appareils électroménagers. Tous les types d'alliages d'aluminium antirouille sont des alliages d'aluminium qui ne peuvent pas être renforcés par traitement thermique.. Pour améliorer la résistance de l'alliage, un traitement par pression à froid peut être appliqué, qui peut produire un écrouissage.

2. Alliage d'aluminium dur

Le duraluminum est essentiellement un alliage Al Cu Mg avec une petite quantité de Mn. Différents types de duralumines peuvent être renforcés par le vieillissement, mais leur résistance à la corrosion est mauvaise, surtout dans l'eau de mer. Par conséquent, les composants en aluminium dur qui nécessitent une protection sont enveloppés d'aluminium de haute pureté à l'extérieur pour fabriquer des matériaux en aluminium dur recouverts d'aluminium. Les qualités d'aluminium dur utilisent le préfixe chinois Pinyin “LY” suivi d'un numéro séquentiel, comme LY1 (rivet en aluminium dur), LY11 (aluminium dur standard), et LY12 (aluminium dur à haute résistance).
L'aluminium dur est un matériau structurel à haute résistance spécifique, qui a été largement utilisé dans l'industrie aéronautique et la fabrication d'instruments.

3. Alliage d'aluminium ultra dur (Alliage SD)

C'est un alliage Al Cu Mg Zn, qui est fabriqué en ajoutant du Zn à de l'aluminium dur. Ce type d'alliage est actuellement l'alliage d'aluminium le plus résistant, avec une force spécifique plus élevée, c'est pourquoi on l'appelle aluminium super dur. L'inconvénient est également une mauvaise résistance à la corrosion, ce qui peut augmenter la température de vieillissement artificiel ou le revêtement en aluminium.
La qualité de l'alliage d'aluminium ultra dur est représentée par le préfixe chinois Pinyin. “CL” suivi d'un numéro séquentiel. LC4, LC6, etc. sont couramment utilisés pour fabriquer des composants importants soumis à des contraintes élevées, comme les faisceaux d'avions.

4. Alliage d'aluminium forgé

Il s'agit d'un alliage Al Cu Mg Si avec une variété d'éléments d'alliage, mais le contenu de chaque élément est relativement faible, il a donc une bonne résistance au thermoplastique et à la corrosion, et sa résistance est comparable à celle de l'aluminium dur. Après trempe et vieillissement, la force peut être améliorée.
La qualité de l'alliage d'aluminium forgé est représentée par le préfixe chinois Pinyin “LD” suivi d'un numéro séquentiel, comme LD5, LD7, etc. En raison de ses excellentes performances de forgeage, il est principalement utilisé pour forger ou forger des pièces supportant de lourdes charges sur des avions ou des locomotives diesel.

Alliage d'aluminium moulé

Il existe de nombreux types d'alliages d'aluminium moulés, parmi lesquels les alliages aluminium-silicium ont de bonnes performances de coulée, force suffisante, et faible densité, et sont largement utilisés, représentant plus de 50% de la production totale d'alliages d'aluminium moulés. Alliages Al Si contenant du Si (10-13)% sont les alliages aluminium-silicium les plus typiques, appartenant à la composition eutectique, communément appelé “alliages d'aluminium et de silicium”.

La qualité de l'alliage d'aluminium moulé est représentée par le préfixe chinois Pinyin “AVEC”+Al+autres symboles d’éléments majeurs et pourcentage du mot “casting”. Par exemple, ZAlSi12 représente un alliage coulé Al Si contenant 12% Et.

Le code de l'alliage est représenté par le préfixe chinois Pinyin “ZL” de “fonte d'aluminium” suivi de trois chiffres. Le premier chiffre représente la catégorie d'alliage, tandis que les deuxième et troisième chiffres indiquent le numéro de séquence de l'alliage.

L'exemple ZL102 représente l'alliage d'aluminium coulé de la série Al Si No. 2.
L'alliage d'aluminium moulé est généralement utilisé pour produire des pièces légères., résistant à la corrosion, avoir des formes complexes, et ont certaines propriétés mécaniques. Tels que les pistons en aluminium, boîtiers d'instruments, composants de cylindre de moteur refroidis à l'eau, carters, etc.