Chaque alliage contient des pourcentages spécifiques d'éléments d'alliage qui confèrent à l'aluminium de base certaines qualités bénéfiques. Dans l'alliage d'aluminium 2024, ces pourcentages d'éléments sont nominalement de 4,4 % de cuivre, 1,5 % de magnésium et 0,6 % de manganèse. Cette répartition explique pourquoi l'aluminium 2024 est connu pour sa haute résistance, car le cuivre, le magnésium et le manganèse augmentent considérablement la résistance des alliages d'aluminium. Cependant, cette puissance a un inconvénient. La forte proportion de cuivre dans l'aluminium 2024 réduit considérablement sa résistance à la corrosion. Il y a généralement des traces d'éléments d'impuretés (silicium , fer, zinc, titane, etc.), mais ce ne sont que des tolérances délibérément données à la demande de l'acheteur. Sa densité est de 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), légèrement supérieure à l'aluminium pur (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).L'aluminium 2024 est très facile à usiner et possède une bonne usinabilité, ce qui lui permet d'être coupé et extrudé si nécessaire.
Comme mentionné, les alliages d'aluminium 2024 nus se corrodent plus facilement que la plupart des autres alliages d'aluminium. Les fabricants contournent ce problème en enduisant ces alliages sensibles d'une couche de métal résistant à la corrosion (appelée « galvanisation » ou « revêtement »). l'aluminium de pureté ou même un autre alliage, et est le plus populaire dans les tôles plaquées, où l'alliage vierge peut être pris en sandwich entre les couches de revêtement. L'aluminium plaqué est si populaire qu'une gamme de produits AlClad a été développée et largement utilisée pour fournir le meilleur de les deux mondes pour les alliages faiblement corrosifs tels que le 2024. Ce développement rend l'aluminium 2024 particulièrement utile car sa résistance peut être atteinte là où les alliages nus se dégraderaient normalement.
Certains alliages d'aluminium, tels que les séries 2xxx, 6xxx et 7xxx, peuvent être renforcés à l'aide d'un processus appelé traitement thermique. Le processus consiste à chauffer l'alliage à une température spécifique pour mélanger ou "homogénéiser" les éléments d'alliage dans le métal de base, puis trempe en solution pour verrouiller les éléments en place. Cette étape est appelée "traitement thermique de la solution". Ces éléments sont instables et, lorsque la pièce refroidit, ils précipitent hors de la "solution" d'aluminium sous forme de composés (par exemple, les atomes de cuivre précipiteront sous le nom d'Al2Cu). Ces composés augmentent la résistance globale de l'alliage en interagissant avec la microstructure de l'aluminium, un processus connu sous le nom de "vieillissement". Il est important de comprendre le processus de traitement thermique et de vieillissement en solution car l'aluminium 2024 se présente sous de nombreux types et reçoit des désignations comme 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, etc., selon la façon dont ces étapes sont effectuées.
Les meilleures qualités de résistance de l'aluminium de type 2024 proviennent non seulement de sa composition, mais également de son processus de traitement thermique. ), et bien qu'ils soient le même alliage, ils ont tous leurs propres propriétés uniques. Le premier chiffre après le « T » indique la méthode de traitement thermique de base, et les deuxième à cinquième chiffres facultatifs indiquent la qualité de fabrication spécifique. Par exemple, dans un état 2024-T42, un "4" indique que l'alliage est traité thermiquement en solution et naturellement vieilli, mais un "2" indique que le métal doit être traité thermiquement par l'acheteur. Le système peut prêter à confusion, donc dans cet article nous n'affichera que des valeurs de résistance pour un aluminium 2024-T4 trempé plus basique.
Certaines propriétés mécaniques peuvent être utilisées pour spécifier les alliages d'aluminium. Pour les alliages tels que l'aluminium 2024, certaines mesures importantes sont la résistance ultime, la limite d'élasticité, la résistance au cisaillement, la résistance à la fatigue et les modules d'élasticité et de cisaillement. Ces valeurs donneront une idée sur l'usinabilité, la résistance et les utilisations potentielles du matériau et sont résumées dans le tableau 1 ci-dessous.
La limite d'élasticité et la résistance ultime sont les contraintes maximales qui provoquent respectivement une déformation non permanente et permanente des échantillons d'alliage. Pour une discussion plus approfondie de ces valeurs, n'hésitez pas à consulter notre article sur l'alliage d'aluminium 7075. Elles sont importantes lorsque les alliages sont utilisés dans des applications statiques où une déformation permanente ne devrait pas se produire, comme dans les bâtiments ou les équipements de sécurité. L'aluminium 2024 a des résistances ultimes et élastiques impressionnantes de 469 MPa (68 000 psi) et 324 MPa (47 000 psi), ce qui le rend attrayant pour les hautes résistances matériaux structuraux tels que des tubes en aluminium.
Enfin, le module d'élasticité et le module de cisaillement sont des paramètres qui montrent à quel point un matériau donné est "élastique" à se déformer. Ils donnent une bonne idée de la résistance du matériau à la déformation permanente. L'alliage d'aluminium 2024 a un module d'élasticité de 73,1 GPa (10 600 ksi) et un module de cisaillement de 28 GPa (4 060 ksi), ce qui est encore plus élevé que d'autres alliages aéronautiques à haute résistance tels que l'aluminium 7075.
L'aluminium de type 2024 a une excellente usinabilité, une bonne maniabilité, une résistance élevée et peut être revêtu pour résister à la corrosion, ce qui en fait un excellent choix pour les applications aéronautiques et automobiles.
Heure de publication : 30 juin 2022