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Les alliages légers sont élaborés à partir daluminium, les semi-légers à partir de titane et les ultra légers à partir de magnésium.
Les métaux principalement utilisé sont lAluminium, le Magnésium (Contrex
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Laluminium n'est pas utilisé à l'état pur à cause de ses caractéristiques mécaniques trop faible, par contre on l'utilise pour protéger certaines tôles dalliages légers contre la corrosion.
Les alliages légers non trempants
Ce sont des alliages dont les traitements thermiques (trempe par refroidissement rapide) ou chimique (immersion dans un bain de sel fondu), ne modifient pas leurs caractéristiques mécaniques.
Alliage Aluminium et Magnésium (AG)
Le Magnésium est un métal très léger, possédant de faibles caractéristiques mécaniques, daspect blanc-argenté, il se ternit légèrement une fois exposé à l'air par formation d'un oxycarbonate. Lajout dAluminium le rend facilement malléable, permet une bonne soudure et à une excellente tenue à la corrosion.
Il est principalement utilisé pour les tuyauteries de conditionnement d'air, les circuits basses et moyennes pression, les tôles et les carénages.
Alliage Aluminium et Silicium (AS)
Le Silicium n'existe pas dans la nature à l'état de corps pur, mais sous forme de dioxyde de silicium, de silice (dans le sable, le quartz....), ou d'autres silicates. Il a une bonne aptitude à remplir correctement une empreinte dans une fonderie, une bonne résistance à la corrosion, de bonnes caractéristiques à l'usure et un faible cfficient de d'oeilatation. Cet alliage est principalement utiliser pour les carters des Groupes Turbo-Réacteur, Groupe Moto-propulseurs et pistons.
Les alliages légers trempants
Ce sont des alliages dont les traitements thermiques (trempe par refroidissement rapide) ou chimique (immersion dans un bain de sel fondu), leur donnent des caractéristiques maximales.
Alliage Aluminium et Cuivre (AU)
Le Cuivre est un métal de couleur rougeâtre ou rouge, il possède une exceptionnelle conductivité thermique et électrique. C'est un métal très pur est très résistant à la corrosion, mais aussi très malléable. Le cuivre contribue fortement à lamélioration des caractéristiques mécaniques des alliages et améliore considérablement les aptitudes à lusinage des pièces réalisées, y compris dans le cas où elles ne sont pas traitées thermiquement. àlinverse, le cuivre est défavorable à la tenue à la corrosion de la pièce. Suivant le pourcentage de cuivre ajouter aux différents métaux on obtient des caractéristiques différentes. Ainsi il est principalement utiliser pour les rivets, tôles, revêtement dintrados, longerons et ailettes.
Alliage Aluminium et Zinc (AZ)
Le zinc est un métal de couleur bleu-gris, moyennement réactif, qui se combine avec loxygène et d'autres non-métaux, et qui réagit avec des acides d'oeilués en dégageant de lhydrogène. En ajoutant un pourcentage de Zinc à lAluminium, cet alliage possède les meilleurs caractéristiques mécanique de tous les alliages légers et a une excellente résistance à la compression. A linverse il résiste mal à la corrosion sous fortes contraintes. Il est principalement utilisé pour la fabrication de longerons, contrefiche et revêtement extrados.
Les traitements thermiques
Les traitements thermiques appliqué sur certains métaux ou alliages permettent de modifier et d'améliorer les caractéristiques mécaniques qu'ils possèdent pour obtenir des propriétés nécessaires à leur utilisation. Ce sont des opération délicates et précises surtout sur le choix des températures et des vitesses de variation (chauffage et refroidissement). Il existe trois traitements thermiques souvent utilisé (la trempe, le revenu et le recuit), c'est toute une alchimie car certains traitements pourraient avoir certains effets selon lalliage.
La trempe (T)
A n'utiliser que sur les alliages trempants ou à durcissement structural, permet d'avoir des caractéristiques maximales. Le principe consiste à chauffer lalliage jusqu'à sa température idéal et ensuite le refroidir rapidement dans l'eau, l'air ou le brouillard. Lalliage est mou et malléable pendant une courte durée permettant ainsi une mise en forme du matériau.
Le revenu
A n'utiliser que sur les alliages trempants ou à durcissement structural, permet le durcissement structural sur des alliages sur une très courte période. Le principe consiste à chauffer lalliage à une température précises mais inférieur à celle de la trempe suivi d'un lent refroidissement.
Le recuit (O)
Peut être appliquer à tous les alliages daluminium, permet une malléabilité maximale, lannulation de la trempe et la suppression des effets de lécrouissage. Le principe consiste à chauffer et maintenir cette chaleur puis de refroidir en fonction des résultats que lon veut obtenir.
- T1 refroidi après transformation à chaud et mûri
- T2 refroidi après transformation à chaud, écroui et mûri
- T3 mis en solution, écroui et mûri
- T4 mis en solution et mûri
- T5 refroidi après transformation à chaud puis revenu
- T6 mis en solution puis revenu
- T7 mis en solution puis sur revenu
- T8 mis en solution, écroui puis revenu
- T9 mis en solution, revenu puis écroui
- T10 écroui après refroidissement et transformation à chaud et mûri
Le classement des alliages (Quelques exemples du système américain/européen)
Il existe plus de 400 alliages daluminium et plus de 200 alliages de fonderie donc je ne vais pas tous les faire juste donner des exemples.
Exemple dalliages destinés au corroyage (l'aminage, forgeage, filage) :
1 pour Aluminium
2 pour Cuivre
3 pour Manganèse
4 pour Silicium
5 pour Magnésium
6 pour Magnésium + Silicium
7 pour Zinc
A pour Aluminium
G pour Magnésium
M pour Manganèse
N pour Nickel
S pour Silicium
T pour Titane
U pour Cuivre
Z pour Zinc
AZ7M = base Aluminium/métal dalliage Zinc/7% de Zinc/métal dalliage en faible quantité Manganèse.
AG2M = base Aluminium/métal dalliage Magnésium/2% de Magnésium/métal dalliage en faible quantité Manganèse.
La première lettre est celle qui est le plus important dans la composition et permet de désigner le métal de base AZ7M
La deuxième lettre est celle qui indique le métal dalliage principale AZ7M
Le troisième chiffre indique le pourcentage du métal dalliage principale AZ7M
La quatrième lettre indique le métal qui a la plus faible quantité AZ7M
Exemple dalliages destinés à la fonderie (lingot, pièces moulés) :
254.0 = Cuivre/Magnésium/Silicium/en pièce moulé
Le premier chiffre est celui de lélément de lalliage principale 254.0
Le deuxième et troisième chiffre est celui de lalliage spécifique 254.0
et le quatrième chiffre indique la forme de la pièce 254.0
Note : .0 = pièce moulée; .1 ou .2 = lingot
Alliages de la série 1000 (durcissement par écrouissage) Aluminiums non alliés.
Alliages de la série 2000 (durcissement structural) Alliages aluminium-cuivre.
Alliages de la série 3000 (durcissement par écrouissage) Alliages aluminium-manganèse.
Alliages de la série 4000 (durcissement structural) Alliages aluminium-silicium.
Alliages de la série 5000 (durcissement par écrouissage) Alliages aluminium-magnésium.
Alliages de la série 6000 (durcissement structural) Alliages aluminium-magnésium-silicium.
Alliages de la série 7000 (durcissement structural) Alliages aluminium-zinc.
Alliages de la série 8000 (durcissement par écrouissage) Autres alliages daluminium.