Alliages d'aluminium pour pièces techniques : 2017, 5083, 6060, 6061, 7075

L'aluminium n'est pas un matériau, c'est une famille. Entre un profilé de menuiserie en 6060 et une pièce de structure aéronautique en 7075, la résistance varie presque du simple au triple. La soudabilité, l'aptitude à l'anodisation, le comportement à l'usinage et la tenue à la corrosion changent tout autant.

Ce guide présente les alliages d'aluminium les plus utilisés pour les pièces techniques sous-traitées : usinées, pliées, soudées ou anodisées. Il vous aide à lire une désignation, à comparer les alliages et à choisir celui qui convient à votre pièce.

Lire une désignation : alliage et état

Une désignation complète d'aluminium comporte deux parties : l'alliage et l'état métallurgique.

L'alliage est désigné par quatre chiffres, selon la norme NF EN 573-3, précédés de « EN AW- » pour les produits corroyés (tôles, barres, profilés). Le premier chiffre donne la famille :

L'état, défini par la norme NF EN 515, suit l'alliage après un tiret. Les plus courants :

• O : recuit, état le plus doux.
• H111, H22, H32 : états écrouis, pour les alliages des séries 3000 et 5000. H111 désigne un état recuit légèrement écroui par les opérations de planage.
• T4 : mis en solution, trempé et mûri naturellement.
• T5 : refroidi après filage et revenu, fréquent pour les profilés.
• T6 : mis en solution, trempé et revenu artificiellement, résistance maximale.
• T651 : T6 détensionné par traction, plus stable à l'usinage.

Une désignation comme « EN AW-6082 T651 » dit donc tout : l'alliage et l'état dans lequel il sera livré. Écrire « alu » ou « AU4G » sur un plan laisse trop de place à l'interprétation.

Les alliages courants en un tableau

Les caractéristiques varient selon la forme du produit (tôle, barre, profilé) et son épaisseur. Les valeurs ci-dessous sont des ordres de grandeur des minima garantis pour des épaisseurs courantes ; pour une pièce calculée, référez-vous à la norme de produit, comme la NF EN 485-2 pour les tôles ou la NF EN 755-2 pour les barres et profilés filés.

À titre de comparaison, un acier de construction S235 a une limite d'élasticité minimale de 235 MPa pour une masse volumique près de trois fois plus élevée. Le guide des nuances d'acier courantes donne les repères côté acier, et l'article acier, inox ou aluminium aide à trancher entre les trois métaux.

Les alliages de la série 6000 : 6060, 6061, 6082

C'est la famille la plus utilisée. Ses alliages se filent facilement, se soudent, s'anodisent bien et prennent une bonne résistance à l'état T6.

Le 6060 est l'alliage des profilés filés : menuiserie, cadres, rails, dissipateurs. Il se file à grande vitesse en formes complexes et donne de très beaux résultats en anodisation décorative et en thermolaquage. Sa résistance reste modeste.

Le 6061 est l'alliage de référence en Amérique du Nord, très présent dans les plans d'origine américaine et dans les fichiers de fabrication en ligne. Il combine une bonne résistance, une bonne usinabilité et une bonne tenue à la corrosion. Il se soude, mais la zone voisine de la soudure perd une partie importante de sa résistance T6.

Le 6082 est son équivalent européen le plus courant en barres et en plaques. Un peu plus résistant, il est souvent plus facile à trouver chez les distributeurs français. Si votre plan mentionne 6061, demandez à l'atelier s'il propose un 6082 : c'est souvent plus rapide et plus économique, à condition que la substitution soit validée.

Les alliages à haute résistance : 2017A et 7075

Le 2017A, autrefois appelé AU4G, est un alliage au cuivre très apprécié en mécanique générale. Il s'usine remarquablement bien, avec des copeaux courts et un bel état de surface. Sa résistance dépasse nettement celle des 6000. En contrepartie, il résiste mal à la corrosion, ne se soude pas à l'arc et s'anodise avec un rendu terne. On l'utilise pour les pièces mécaniques à l'abri : supports, brides, pièces de machines.

Le 7075 est l'un des alliages d'aluminium les plus résistants. À l'état T6 ou T651, il approche la résistance de certains aciers de construction pour un tiers de leur poids. C'est l'alliage des pièces aéronautiques, des outillages légers, des articles de sport haut de gamme et des moules prototypes. Il s'usine très bien. Il ne se soude pas par les procédés courants et demande une protection en milieu corrosif. Il est aussi nettement plus cher que les alliages courants.

Les alliages de la série 5000 : 5083 et 5754

Ces alliages au magnésium ne se traitent pas thermiquement : leur résistance vient de leur composition et de l'écrouissage. Leur grande qualité est la tenue à la corrosion, y compris en milieu marin, et la soudabilité.

Le 5754 est l'alliage des tôles pliées : capots, carters, réservoirs, pièces de carrosserie. Il se plie bien, se soude bien et résiste à la corrosion atmosphérique.

Le 5083 est plus résistant. C'est l'alliage de la construction navale, des citernes, des structures soudées et des équipements cryogéniques. Il existe aussi sous forme de plaques coulées et surfacées, très stables à l'usinage, appréciées pour les plaques de base et les bâtis de machines.

À l'usinage, les alliages de la série 5000 sont plus « gras » : les copeaux collent davantage à l'outil. Les ateliers le savent et adaptent leurs outils, mais l'usinage est un peu plus lent qu'en 2017A ou en 7075.

Choisir selon l'usage

Vous avez une pièce en aluminium à faire fabriquer ? Décrivez-la avec l'alliage et l'état souhaités : les ateliers vous répondent, et peuvent proposer une alternative disponible si votre alliage est rare.

Usinage, soudage, finition : ce que chaque alliage permet

À l'usinage, le 2017A et le 7075 sont les plus faciles, suivis des 6000 en T6. Les états mous, comme le O ou le T4, collent davantage. Pour des pièces à parois minces ou de grandes plaques, un état détensionné (T651) limite les déformations quand on enlève beaucoup de matière. La page usinage de l'aluminium détaille les points d'attention.

Au soudage, les séries 5000 et 6000 se soudent en TIG ou en MIG, avec un métal d'apport adapté. Les 6000 perdent une partie de leur résistance près du cordon, à prendre en compte au calcul. Les 2000 et 7000 ne se soudent pas par fusion dans les conditions habituelles. L'article sur le soudage de l'aluminium et de l'inox explique les difficultés propres à ce métal.

En finition, l'anodisation donne les meilleurs résultats sur les 6000 et les 5000. Les 2000 et 7000 s'anodisent, y compris en anodisation dure, mais avec un aspect moins régulier. La page anodisation de l'aluminium présente les variantes. Le thermolaquage convient à tous les alliages courants, avec une préparation adaptée, comme l'explique le guide du thermolaquage.

Les erreurs fréquentes

• Écrire « aluminium » sans alliage ni état. L'atelier choisira l'alliage qu'il a en stock, pas forcément celui qui convient.
• Prévoir de souder un 7075 ou un 2017A. Le problème se découvre souvent trop tard, au moment de l'assemblage.
• Oublier la corrosion galvanique. Une vis en inox ou une pièce en acier au contact de l'aluminium, en milieu humide, attaque l'aluminium. Isolez les contacts ou choisissez des fixations compatibles.
• Mélanger anodisation décorative et alliage au cuivre. Une pièce en 2017A ne donnera pas la même teinte qu'un profilé en 6060 anodisé dans le même bain.
• Négliger les contraintes internes. Une grande plaque non détensionnée se voile quand on la creuse.

Ce qui fait le prix d'une pièce en aluminium

Le prix de la matière suit le cours de l'aluminium, avec des écarts nets entre alliages : les 6000 sont les plus économiques, le 7075 le plus cher des alliages courants. La disponibilité compte aussi : un alliage ou une épaisseur rarement stockés imposent un achat minimum ou un délai.

Mais sur une pièce usinée, la matière n'est souvent qu'une partie du prix. Le temps machine, lié à la quantité de matière enlevée et à la complexité, les finitions comme l'anodisation, et le contrôle pèsent souvent davantage. Les ateliers d'usinage mécanique référencés sur QuoteMyPart travaillent tous ces alliages. Envoyez votre plan pour recevoir des devis d'usinage aluminium.