Aluminium 2024 vs 6061 : Guide de comparaison

Les alliages d'aluminium sont divisés en plusieurs qualités, en fonction de leur composition en éléments d'alliage et de leurs processus de traitement thermique. Ainsi, choisir un alliage pour une application particulière n’est pas aussi simple. En lisant cet article, vous pourrez choisir efficacement entre l'aluminium 2024 et l'aluminium 6061 en fonction de leurs propriétés physiques, chimiques et thermiques adaptées à l'application. Une comparaison approfondie entre les propriétés des alliages d’aluminium les plus utilisés commercialement est effectuée.

Qu'est-ce que l'aluminium 2024 ?

Le cuivre et le magnésium sont les principaux éléments d'alliage des alliages d'aluminium 2024 car ils font partie de la série 2xxx. La composition à pourcentage élevé de cuivre vous offre une résistance élevée, mais atténue la résistance à la corrosion. Le problème de corrosion est résolu dans l’industrie par le processus de revêtement.

L'alliage 2024 peut être traité thermiquement, ce qui vous confère une résistance accrue. Il a une densité relativement plus élevée de 2.78 g/cm³ par rapport à l'aluminium pur qui est de 2.70 g/cm³Sa résistance l'emporte sur sa faible résistance à la corrosion et sa soudabilité. Sa haute résistance le rend utile dans l’aviation, l’automobile, les pièces structurelles et les moteurs.

composition pour 2024

L'aluminium 2024 a la composition suivante

Aluminium 2024 T3

La trempe T3 rend l'aluminium 2024 lisse et usinable sans réduire sa résistance. Elle est complétée d'abord par une mise en solution, suivie d'un écrouissage, puis enfin d'un vieillissement naturel pour former des précipités stables.

La feuille T3 temper 2024 offre une résistance à la traction ultime (UTS) de 483 MPa et une limite d'élasticité de 345 MPa et offre également un allongement plus élevé de 10 à 15 %. En raison de ses propriétés, il est utilisé dans les composants structurels des avions, les pièces de missiles, les horloges, les ordinateurs, les vannes hydrauliques et les pièces de redresseurs.

Aluminium 2024 T4

Aluminium 4 trempé T2024. Cette trempe s'effectue en deux étapes qui sont : traitement thermique en solution et vieillissement naturel. Il vous offre une résistance à la traction d'environ 469 MPa et une limite d'élasticité de 324 MPa. Il a une résistance moindre que l'aluminium 2024 T3, mais l'allongement est de 20 %, ce qui est supérieur à celui des alliages 2024 T3 et 6061.

Qu'est-ce que l'aluminium 6061

L’alliage 6061 est l’alliage d’aluminium le moins cher et le plus couramment utilisé. Il a une bonne soudabilité et une bonne résistance à la corrosion. Il est également réputé pour son excellente usinabilité. Faisant partie de la série 6xxx, il a une teneur plus élevée en silicium et en magnésium comme éléments d'alliage. La densité de l'aluminium 6061 est de 2.7 g/cm³.

Le traitement thermique de l'alliage 6061 peut le rendre plus résistant. Ainsi, il peut être utilisé dans des applications de résistance modérée à élevée.

Composition en alliage d'aluminium 6061

Aluminium 6061 T651

La trempe de l’aluminium 6061 T651 se compose de trois étapes. Tout d'abord, un traitement thermique de mise en solution de l'alliage est suivi d'un traitement de réduction des contraintes, puis l'alliage est vieilli artificiellement. Dans l'étape de relaxation des contraintes, la quantité d'étirement du métal est basée sur le produit corroyé suivant qui est requis, par exemple une plaque, une feuille ou une pièce forgée.

La limite d'élasticité et la résistance à la traction sont augmentées jusqu'à une valeur de 276 MPa et 310 MPa respectivement après relâchement des contraintes et vieillissement artificiel.

Quelle est la différence entre l'aluminium 6061 et 2024 ?

Il ne fait aucun doute que le 2024 et le 6061 sont les deux alliages d’aluminium les plus fréquemment utilisés. Cet article vous donnera une idée des domaines dans lesquels ces alliages excellent et vous pourrez sélectionner l'alliage supérieur en fonction de l'application spécifique requise.

Dureté

La résistance à l’indentation et à la déformation est considérée comme une dureté. Un matériau avec une valeur de dureté élevée présente une bonne qualité de surface. La comparaison entre la dureté des alliages 6061 et 2024 est donnée dans le tableau des propriétés ci-dessous. Les alliages 6061 et 2024 sont ductiles et résistent à des forces mineures sans se déformer. Le 6061 a un faible indice de dureté Brinell par rapport à l'alliage d'aluminium 2024, ce qui le rend idéal pour l'usinabilité car il n'endommage pas les machines-outils. D'autre part, un indice de dureté plus élevé de 2024 lui permet d'être utilisé dans les avions. Il résiste aux débris volants comme la saleté et la pluie.

Usinabilité

L'usinabilité décrit la capacité d'un alliage à être utilisé dans des processus tels que le perçage, la découpe et le meulage. L'usinabilité d'un alliage dépend de propriétés telles que la résistance, la dureté et la ductilité. L'alliage d'aluminium 6061 est plus usinable que l'alliage 2024 en raison de sa résistance et de sa flexibilité moindres. Pour être utilisé en feuilles et plaques, le 2024 est préférable.

Résistance au rendement

La limite d'élasticité d'un matériau est le rapport contrainte/déformation dans un diagramme contrainte-déformation à un point où un matériau subit un changement de déformation de la déformation élastique à la déformation plastique. Le 6061 a une limite d'élasticité inférieure qui est de 276 MPa par rapport à 2024. qui a 324 MPa.

Résistance à la traction

La contrainte maximale que l'aluminium 6061 peut supporter sous une charge axiale avant la fracturation est de 310 MPa et qui est bien inférieure à celle de 2024, soit 483 MPa.

Densité

Les alliages 2024 sont plus lourds que ceux des autres séries d'aluminium. Leur densité est d'environ 2.78 g/cm³ plus élevé que l'aluminium pur et les alliages 6061 (2.70 g/cm³).

Traité thermiquement

Les alliages d'aluminium 2024 et 6061 peuvent tous deux être traités thermiquement. Ils reçoivent différents grades de revenu tels que T3, T4 et T651 en fonction de différentes températures de chauffage, durée et paramètres de vieillissement.

Module d'élasticité

L'aluminium 2024 est plus élastique que l'aluminium 6061, ce qui rend l'aluminium 2024 supérieur pour le façonnage car il est moins susceptible de se fissurer ou de se briser lorsqu'il est plié ou extrudé. Le matériau à module élastique élevé peut résister à davantage de contraintes sans subir de déformation permanente. En revanche, les matériaux à faible module sont inélastiques.

La conductivité thermique

L'alliage d'aluminium 6061 a un point de fusion et une capacité thermique plus élevés que l'alliage 2024. La comparaison entre la conductivité thermique de 2024 et 6061 peut être observée dans le tableau des propriétés ci-dessous.[2]

Potentiel de corrosion

Le potentiel de corrosion vous indique la tendance d’un métal à se corroder. Dans les courbes de polarisation, il est représenté comme le point où la densité de courant est nulle. L'alliage 2024 a un potentiel de corrosion plus négatif, il est donc plus vulnérable à la corrosion. Il se situe plus près de la région où se produit la transition de la corrosion active à la corrosion passive par rapport à l'alliage d'aluminium 6061.

Extruded

L'extrudabilité des alliages d'aluminium est influencée par un certain nombre de variables, notamment la composition de l'alliage, la microstructure et les caractéristiques mécaniques. Les alliages d'aluminium 6061 sont principalement utilisés dans les applications nécessitant des processus d'extrusion. Il peut être facilement façonné et transformé en profils complexes pendant le processus d'extrusion car il présente de bonnes caractéristiques d'écoulement, lui permettant de passer à travers la filière d'extrusion avec une relative facilité, ce qui donne des formes cohérentes et précises.

Une teneur élevée en cuivre (environ 4.4 %) dans l'alliage d'aluminium 2024 améliore la résistance mais a un impact néfaste sur l'extrudabilité. Au cours du processus d'extrusion, la présence de cuivre provoque le développement de précipités riches en cuivre, ce qui réduit la plasticité et augmente la susceptibilité à la fracture.

Soudable

Le 6061 a une bonne soudabilité et peut facilement être soudé avec diverses techniques telles que le soudage TIG, MIG et par résistance. En revanche, le 2024 présente une mauvaise soudabilité, le soudage n'est efficace qu'en cas de technique de soudage par friction.

Tableau des propriétés physiques

Prix

Le coût de l'alliage d'aluminium 2024 est d'environ 4.8 $ à 5.6 $ par kg, tandis que l'alliage d'aluminium 6061 a un prix inférieur de 1.8 $ à 3 $ par kg.

L’alliage 2024 est plus cher que l’alliage 6061 en raison de facteurs de composition, de processus de fabrication et de la demande du marché. 2024 contient des éléments d'alliage coûteux. 2024 implique des procédés de traitement thermique particuliers. Le traitement thermique de mise en solution est effectué à une température plus élevée que celle du 6061. La demande de 2024 dans ces industries a une grande influence sur le prix. Alors que l’alliage d’aluminium 6061 est plus largement utilisé dans les applications générales, ce qui entraîne un prix plus bas en raison d’une plus grande concurrence et d’une plus grande disponibilité.

Utilisations de l’aluminium 2024 vs 6061

6061 alliages d'aluminium

Les alliages d'aluminium 6061 peuvent être traités thermiquement. Ces alliages ont une résistance à la fatigue optimale et se caractérisent comme des alliages présentant des performances de soudage supérieures et une valeur élevée de résistance à la corrosion. Le travail à froid de cet alliage est également réalisable. Sur la base des caractéristiques mentionnées précédemment, il peut être utilisé dans diverses applications générales. Ils peuvent être utilisés dans les meubles, les vélos, les bateaux, etc.

Il a également un usage structurel intensif

1. Des lignes ferroviaires
2. Ponts commerciaux et militaires
3. Applications marines comme les bateaux à moteur
4. Industrie de la construction (tours)
5. Chaudières d'ingénierie
6. Composants d'avions
7. Rivets

2024 alliages d'aluminium

Le 2024 est un alliage d’aluminium populaire utilisé dans diverses applications, notamment la construction d’avions commerciaux et la production d’une large gamme de biens de consommation. En raison de sa haute résistance et de sa résistance à la fatigue, l’alliage d’aluminium 2024 est populaire dans l’industrie aérospatiale. Là où un faible poids et une haute résistance sont nécessaires, l’alliage 2024 est considéré comme l’une des meilleures options.

Voici les applications potentielles de l’alliage 2024

1. Aménagements d'avions
2. Ailes et fuselage
3. Composants automobiles
4. Hardwares

Nuances d'aluminium pour avions

Les modèles 2024 et 6061, l'un comme l'autre, peuvent être utilisés dans diverses parties de la structure d'un avion. Le 6061 a une faible densité et une résistance moyenne à élevée. Il présente également une bonne résistance à la corrosion et peut donc être utilisé dans des conditions extrêmes. L'assemblage des pièces est également facile grâce à sa bonne soudabilité. L'aluminium 6061 est souvent utilisé dans les composants structurels tels que le fuselage et les ailes. Il ne peut pas être utilisé dans des pièces soumises à des contraintes élevées telles que les longerons d'aile.

Les alliages 2024 ont également une faible densité et une résistance relativement élevée. Ils présentent également une bonne résistance à la fatigue. Ainsi, ils sont utilisés dans des composants structurels qui nécessitent un rapport résistance/poids élevé. Tels que les longerons d'aile, les revêtements d'aile et les raccords structurels. Une mauvaise résistance à la corrosion doit être satisfaite à l’aide d’un revêtement.

 En bref, les alliages d'aluminium 6061 et 2024 sont utilisés dans les industries aérospatiales, mais lorsqu'un rapport résistance/poids élevé est requis, l'alliage 2024 est préféré et le 6061 offre des performances supérieures dans les applications impliquant une résistance élevée à la corrosion, une excellente soudabilité et une bonne résistance chimique.

Bicyclette

Les alliages d'aluminium 6061 sont également utilisés dans les cadres de bicyclettes en raison de leur bonne maniabilité, usinabilité et soudabilité. Les alliages 6061 ont un prix bas par rapport aux alliages 2024. Ils offrent une résistance modérée qui convient aux cadres de vélo.

Quel est le meilleur aluminium 2024 ou 6061

L’alliage 2024 axé sur l’aérospatiale est solide. Le cuivre étant son principal élément d’alliage, il est plus résistant. Mais diminue la capacité de l'alliage lors du soudage et de l'usinage. Dans les constructions d'ailes et de fuselage à haute tension, il présente une faible résistance à la corrosion.

L'alliage d'aluminium 6061 contient du magnésium comme principal élément d'alliage. Il a une résistance moyenne à élevée, mais une résistance à la traction et une limite d'élasticité inférieures à celles du 2024. Il est plus polyvalent mais plus faible. Il soude mieux, résiste à la corrosion et s’usine mieux que l’aluminium 2024.

Extrusions d'aluminium

L'aluminium 6061 est supérieur au 2024 dans les procédés d'extrusion. Cela est dû à sa bonne usinabilité. Ainsi, il peut être facilement forcé à travers une ouverture pour créer la forme souhaitée [5].

Feuille d'aluminium

Comme indiqué précédemment dans la section usinabilité, l'alliage d'aluminium 2024 est plus adapté au formage de tôles et de plaques, en raison de sa résistance et de son élasticité élevées par rapport à l'aluminium 6061.

Comment choisir en usinage aluminium projets 2024 ou 6061 ?

La sélection de l'un de ces deux alliages se fait en fonction d'une application spécifique. Le 6061 convient à de nombreuses applications non spécialisées. Cet alliage est un concurrent sérieux pour la plupart des projets en aluminium en raison de ses excellentes caractéristiques, de son faible coût et de sa disponibilité. Si votre application nécessite un matériau à haute résistance, vous n'avez pas besoin de souder ou de braser, et vous pouvez utiliser un revêtement ou une résistance moindre à la corrosion, l'alliage 2024 peut mieux fonctionner.

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Questions Fréquentes Posées

Aluminium 6061 T4 contre T6

Après avoir effectué le traitement thermique de la solution, le processus de vieillissement est effectué pour tremper les alliages d'aluminium 6061. Pour le tempérament T4, un vieillissement naturel est effectué, contrairement à la solution T4 qui est vieillie artificiellement pour obtenir le tempérament T6.

Propriétés de l'aluminium 2024-T3

La solution est d'abord traitée thermiquement, puis travaillée à froid et enfin naturellement vieillie jusqu'à un état sensiblement stable.

Aluminium 2024 T3 contre 6061 T6

2024-T3 et 6061-T6 sont des alliages d'aluminium. Leurs compositions d’alliages sont similaires à 95 %. Les propriétés ci-dessous peuvent vous donner une comparaison.