Vue d'ensemble alliage d'aluminium 7075 poudre
La poudre d'alliage d'aluminium 7075 est un alliage d'aluminium durcissant par précipitation, composé d'aluminium, de zinc, de magnésium, de cuivre, de chrome, de titane, de manganèse et d'autres éléments en quantités mineures. Il est considéré comme l'un des alliages d'aluminium les plus résistants et est largement utilisé dans les applications qui nécessitent un rapport poids/résistance élevé ainsi qu'une bonne résistance à la fatigue.
Quelques détails clés sur la poudre d'alliage d'aluminium 7075 :
- Composition - Base d'aluminium avec du zinc, du magnésium, du cuivre et d'autres éléments d'alliage.
- Type d'alliage à durcissement par précipitation - Obtient sa résistance par des traitements thermiques.
- Très grande résistance pour son poids
- Bonne résistance à la fatigue et usinabilité moyenne
- Les applications courantes comprennent les pièces structurelles, les composants aéronautiques, les moules, etc.
- Disponible dans différentes gammes de tailles de poudres pour une utilisation dans la fabrication additive.
Tableau 1 : Composition de la poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Élément | Poids % |
|---|---|
| Aluminium | 87.1-91.4% |
| Zinc | 5.1-6.1% |
| Magnésium | 2.1-2.9% |
| Cuivre | 1.2-2.0% |
| Le fer | Max 0,5% |
| Silicium | Max 0.4% |
| Manganèse | Max 0.3% |
| Chrome | 0,18-0,28% |
| Titane | Max 0.2% |
| Autres métaux | Chaque max 0,05% |
| Autres impuretés | Max 0,15% |
alliage d'aluminium 7075 poudre Propriétés et caractéristiques
La poudre d'alliage d'aluminium 7075 offre une combinaison exceptionnelle de haute résistance et de faible densité. Voici quelques-unes de ses principales propriétés et caractéristiques :
Tableau 2 : Propriétés de la poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Propriété | Détails |
|---|---|
| Densité | 2,81 g/cm3 |
| Point de fusion | Environ 635 à 655°C |
| Limite d'élasticité | 500 à 540 MPa |
| Résistance à la traction | 570 à 620 MPa |
| Allongement à la rupture | 8 à 10% |
| Module de Young | 71 à 72 GPa |
| Ratio de Poison | 0.33 |
| Dureté | Brinell 150 |
| Résistance à la corrosion | Juste. Sujet aux piqûres et à la corrosion intergranulaire. |
| Résistance à l'usure | Juste |
| Conductivité thermique | 120 à 130 W/m-K |
| Résistance à la fatigue | 159 MPa |
Quelques caractéristiques supplémentaires de la poudre d'aluminium 7075 :
- Excellent rapport résistance/poids et résistance spécifique élevée
- Bonne ténacité et résistance à la fatigue
- Sujet à la corrosion fissurante sous contrainte dans certaines températures
- Susceptible d'être détérioré par des températures élevées
- S'usine facilement à l'état entièrement recuit, mauvaise usinabilité dans les états trempés.
- Le forgeage nécessite un préchauffage ; le travail à chaud doit être effectué entre 400 et 510 °C.
- Peut être facilement soudé par soudage au gaz, soudage à l'arc et soudage par résistance.
Tableau 3 : Applications et utilisations de la poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Zone | Exemples d'utilisation |
|---|---|
| Aérospatiale | Accessoires, engrenages et arbres d'aéronefs |
| Automobiles | Roues, pièces nécessitant une grande résistance |
| Marine | Coques de bateaux, mâts, hélices |
| Moules | Moules d'injection plastique, matrices |
| Industriel | Pièces structurelles, contreventements, ponts |
| Fabrication additive | Impression de pièces personnalisées à haute résistance |
| Loisirs | Vélos de montagne, cadres de deltaplane |
| Défense | Composants de missiles et de fusées |
| Électronique | Plaques de base, pièces de moteur, ailettes de refroidissement |
Spécifications et grades
Alliage d'aluminium 7075 en poudre est disponible sous différentes spécifications et températures standard en fonction des propriétés mécaniques, des conditions de traitement thermique, etc.
Tableau 4 : Spécifications et qualités de la poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Spécifications | Détails |
|---|---|
| Désignation militaire américaine | 7075-T6, 7075-T651, etc. |
| Spécification ISO | AlZn5.5MgCu |
| Normes européennes | EN AW-7075 / EN AW-AlZn6CuMgZr |
| ASTM Spec | ASTM B247, ASTM B211M |
| SAE Spec | AMS 4045, AMS 4154 |
| DIN | AlZn5,5MgCu |
| UNI | 56NiCrMo4 |
Les tempéraments les plus courants sont les suivants :
- F - Tel que fabriqué, pas de traitement
- O - État recuit, résistance la plus faible
- T6 - Traitement thermique et vieillissement artificiel pour une résistance maximale
- T651 - Variante de T6 soumise à des contraintes et vieillie artificiellement
- Divers autres tempéraments disponibles
Tableau 5 : Gammes de tailles et tailles de poudres disponibles
| Taille de la poudre | Microns | Maille Tyler/ASTM |
|---|---|---|
| Poudre fine atomisée | 3-8 microns | s/o |
| Poudre fine | 10-30 microns | -325 mailles |
| Poudre grossière | 30-120 microns | -140 à -170 mailles |
| Poudre très grossière | 120-250 microns | De -60 à -120 mesh |
| Coupez le fil | Moins de 150 microns | -100 mailles |
Fournisseurs et prix
La poudre d'alliage d'aluminium 7075 est disponible auprès de nombreux fournisseurs dans différentes gammes de tailles adaptées à différents procédés de fabrication additive. Quelques exemples de fourchettes de prix sont donnés ci-dessous à titre de référence.
Tableau 6 : Exemples de fournisseurs de poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Fournisseur (exemple) | Description |
|---|---|
| Technologie LPW | Fournisseur britannique de poudres métalliques d'alliage d'aluminium de haute qualité |
| Paul Müller GmbH | Fournisseur allemand de poudres d'aluminium et d'alliages d'aluminium |
| Erasteel | Producteur mondial d'alliages spéciaux et de produits de haute pureté |
| Forteresse de métal | Fournisseur américain de poudres d'alliage d'aluminium |
| Poudres métalliques sans défaut | Fabricant chinois de poudre d'alliage d'aluminium |
Tableau 7 : Exemple de prix de la poudre d'alliage d'aluminium 7075 de qualité standard
| Taille de la poudre | Fourchette de prix par kg |
|---|---|
| Poudre fine (10-30 μm) | $50 - $80 |
| Poudre grossière (30-120 μm) | $40 - $60 |
| Poudre très grossière (120-250 μm) | $30 - $45 |
- Les prix varient en fonction de la quantité commandée, des gammes de tailles exactes et du fournisseur choisi. Il peut être plus élevé pour des degrés de pureté plus élevés ou des qualités spéciales.
Comparaison
Tableau 8 : Comparaison de l'alliage d'aluminium 7075 avec d'autres alliages d'aluminium
| Alliage | Propriétés principales | Avantages | Limites |
|---|---|---|---|
| 7075 | Résistance maximale, bonne ténacité, meilleure résistance à la fatigue, bonne résistance à la corrosion | Résistance spécifique très élevée, adaptée aux applications critiques, bonne résistance à l'usure | Sensible à la CSC, facilement corrodable à moins d'être de haute pureté, difficile à souder |
| 6061 | Résistance moyenne, excellente résistance à la corrosion, bonne formabilité et soudabilité | Plus facile à usiner et à fabriquer, plus polyvalent | Ne convient pas aux applications soumises à de fortes contraintes |
| 2024 | Haute résistance, résistance à la fatigue, bonne ténacité, faible résistance à la corrosion | Haute résistance dans les sections épaisses, bonne résistance à la rupture | Sujet à la fissuration, nécessite souvent un revêtement pour la protection contre la corrosion. |
| 5056 | Résistance moyenne à élevée, excellente résistance à la corrosion, bonne soudabilité | Résiste à l'atmosphère marine et à la corrosion de l'eau salée, bonnes propriétés cryogéniques | Résistance inférieure à celle des alliages 2xxx et 7xxx |
Avantages et limites
Tableau 9 : Avantages et limites de la Poudre d'alliage d'aluminium 7075
| Avantages | Limites |
|---|---|
| Résistance exceptionnellement élevée pour les applications critiques | Relativement cher |
| Meilleur rapport résistance/poids parmi les alliages d'aluminium | Susceptible de se fissurer par corrosion sous contrainte |
| Excellente résistance à la fatigue ; bonne pour les charges cycliques | La mauvaise résistance à la corrosion nécessite une protection |
| Bonne ténacité même dans les sections épaisses | Difficile à souder ; nécessite un préchauffage |
| Des sections épaisses et complexes peuvent être imprimées en 3D | L'usinage est difficile dans les états trempés |
| Utilisé là où l'acier serait trop lourd | Propriétés mécaniques dégradées à haute température |
FAQ
Q : Qu'est-ce qui rend l'alliage d'aluminium 7075 si résistant par rapport aux autres alliages d'aluminium ?
R : L'alliage 7075 tire sa résistance exceptionnellement élevée des traitements thermiques de durcissement par précipitation. De fines particules de phases de transition telles que MgZn2 et Al2CuMg précipitent à l'intérieur de la matrice d'aluminium pendant le vieillissement et entravent le mouvement des dislocations, ce qui augmente considérablement la résistance.
Q : Pourquoi l'aluminium 7075 est-il préféré aux autres alliages 2xxx ou 6xxx pour les applications aérospatiales ?
R : L'alliage d'aluminium 7075 offre la meilleure combinaison de haute résistance, de bonne ténacité à la rupture et d'excellente résistance à la fatigue. Il convient donc parfaitement aux pièces aérospatiales exigeantes exposées à des charges dynamiques. Il offre également une plus grande résistance dans les sections épaisses.
Q : La poudre d'alliage d'aluminium 7075 nécessite-t-elle des précautions particulières de stockage ou de manipulation ?
R : Oui, les poudres d'alliage d'aluminium peuvent être explosives si elles sont dispersées dans l'air. Veillez à une mise à la terre et à une ventilation appropriées lors de la manipulation des poudres. Stocker les récipients fermés dans un endroit frais et sec, à l'écart des étincelles, des flammes et d'autres sources d'inflammation. Prenez les précautions habituelles pour manipuler les poudres métalliques fines.
Q : Quels sont les exemples d'applications de la poudre d'alliage d'aluminium 7075 dans la fabrication additive ?
R : Parmi les applications courantes de l'AM, citons l'impression de composants légers pour l'aérospatiale et l'automobile, de produits marins très résistants comme les hélices, de moules et de matrices pour le moulage par injection de plastique, de bras robotiques, de composants de drones, de pièces de vélos tout-terrain, etc.
Q : Quelle est la taille de poudre préférée pour l'impression 3D DMLS de pièces en alliage d'aluminium 7075 ?
R : Une taille de particules de 15 à 45 microns est généralement recommandée pour l'impression DMLS afin de permettre un bon écoulement de la poudre et une densité élevée. Toutefois, les paramètres dépendent du modèle d'imprimante 3D et de la puissance du laser.
