- Désignation des métaux et alliages
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En métallurgie, la désignation des métaux et alliages est la désignation normalisée des matériaux métalliques, à indiquer par exemple sur les dessins de pièces.
Sommaire
Symboles métallurgiques
Jusque dans le années 1990, on utilisait en France de symbole dits « métallurgiques » pour indiquer les éléments chimiques dans les alliages. Ces symboles étaient utilisés dans plusieurs normes, par exemple la norme NF A 02-004 pour les alliages d'aluminium ou la norme NF A 35-573/4 pour les aciers.
Élément Aluminium Bore Chrome Étain Magnésium Cobalt Manganèse Nickel Silicium Titane Cuivre Zinc Symbole chimique Al B Cr Sn Mg Co Mn Ni Si Ti Cu Zn Symbole métallurgique A B C E G K M N S T U Z Aluminium et alliages d'aluminium
Article détaillé : b:Désignation normalisée des alliages d'aluminium.Alliage d'aluminium destinés au corroyage
Il s'agit des alliages destinées à être transformés par déformation (laminage, forgeage, filage etc).
Désignation numérique
Les alliages d'aluminium pour corroyage sont référencés par une désignation de 4 chiffres. Cette désignation est conforme aux directives de l'Aluminum Association (Washington DC 20006, USA), ce qui donne par exemple : 7075. Les quatre chiffres sont parfois précédés par les lettres AA (exemple : AA 6061), acronyme de « Aluminum Association ». Les quatre chiffres sont parfois suivis par une lettre qui indique une variante nationale d'une composition existante.
Cette désignation a été reprise en Europe par la norme EN 573-3 en ajoutant les préfixe EN, A (aluminium) et W (wrought : mot anglais signifiant corroyage). Ce qui donne EN AW-7075. Dans les faits, très souvent, seuls les quatre chiffres sont utilisés.
Cette notation à quatre chiffres est très usitée internationalement et a dans la pratique remplacé les anciennes appellations nationales.
Le premier chiffre indique l'élément d'addition principal de l'alliage :
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- 1XXX (série des 1000) : alliage comportant au minimum 99% d'aluminium (exemple : 1050)
- 2XXX (série des 2000) : cuivre (exemple 2024)
- 3XXX (série des 3000) : Manganèse (exemple : 3003)
- 4XXX (série des 4000) : silicium (exemple : 4006)
- 5XXX (série des 5000) : magnésium (exemple : 5083)
- 6XXX (série des 6000) : magnésium, silicium (exemple : 6061)
- 7XXX (série des 7000) : zinc (exemple : 7020)
- 8XXX (série des 8000) : autres éléments.
Le deuxième chiffre indique une variante (exemple : 7075 comporte 0,50 % de fer et le 7175 plus pur comporte 0,20% de fer). Les troisième et quatrième chiffres sont des numéros d'ordre et servent à identifier l'alliage.
La seule exception est la série 1000, ces deux derniers chiffres y indiquant le pourcentage d'aluminium (exemple : 1050 qui comporte au minimum 99,50% d'aluminium).Désignation ISO
Il s'agit d'une désignation utilisant les symboles chimiques dite souvent ISO (suivant ISO 209-1 : aluminium et alliages d'aluminium corroyés - Composition chimique et formes des produits. Partie 1 : composition chimique).
Elle est très peu usitée.
Exemple : Al Cu4 Mg Si
Désignation alphanumérique européenne
Il existe une norme européenne qui décrit des appellations très proches des appellations de type ISO. Cette norme porte la référence EN 573-2 (Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 2 : système de désignation fondé sur les symboles chimiques). En principe, cette appellation ne doit pas être utilisée seule mais doit être mise derrière l'appellation numérique, entre crochets.
Elle est très peu usitée.
Exemples : EN AW-2024 [Al Cu4Mg1], EN AW-6060 [Al Mg Si], EN AW-7075 [Al Zn5,5MgCu] (désignation exacte suivant la série de norme EN 573)
Ancienne désignation française
Cette désignation était décrite dans la norme NF A 02-004 (annulée). Elle s'appuyait sur une codification des éléments chimiques différente de la nomenclature habituelle chimique (aluminium : A, cuivre : U, zinc : Z etc). Elle donnait également une indication sur les pourcentages d'éléments contenus dans l'alliage.
Cette appellation n'est plus utilisée pour les alliages de corroyage.
- Aluminium
Exemple : A7
- Alliages d'aluminium
Exemple : A-U4G, A-G4MC, A-GS, A-Z5GU
Tableau d'équivalence entre différentes appellations
Avertissement : ce tableau est donné à titre purement indicatif, il existe parfois des différences entre les compositions malgré l'équivalence. Certaines appellations étant anciennes, il peut y avoir eu des évolutions depuis la disparition de certaines d'entre elles.
Rappel : l'appellation à 4 chiffres (éventuellement précédée du préfixe AA) type Aluminum Association est à privilégier. C'est aujourd'hui l'appellation la plus utilisée.
Appellation numérique
4 chiffres
type Aluminum Association
et EN 573-1Appellation ISO Ancienne appellation
françaiseAncienne appellation
allemande (DIN)Ancienne appellation
britannique (BS)Ancienne appellation
italienne (UNI)1050 Al99,5 A 5 3.0255 1B 4507 1070 Al99,7 A 7 3.0275 / 4508 2017 AlCu4MgSi A-U4G 3.1325 / 3579 2024 AlCu4Mg1 A-U4G1 3.1355 / 3583 2618 AlCu2MgNi / / H16 / 3003 AlMn1Cu A-M1 3.01517 N3 7788 5005 AlMg06 A-G0,6 3.3315 N41 5764 5083 AlMg4,5Mn A-G4,5MC 3.3547 N8 7790 6061 AlMg1SiCu A-G1SUC 3.3211 H20 6170 6082 AlSiMg07 A-SGM0,7 3.2315 H30 3571 7020 AlZn4,5Mg A-Z5G 3.4335 H17 7791 7075 AlZn5,5MgCu A-Z5GUP1AZ2 3.4365 / 3735 Normes et documents
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- EN 573-1 : Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 1 : système de désignation numérique.
- EN 573-2 : Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 2 : système de désignation fondé sur les symboles chimiques.
- EN 573-3 : Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 3 : composition chimique .
- EN 573-4 : Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 4 : formes des produits
- PR EN 573-5 (projet) : Aluminium et alliages d'aluminium - Composition chimique et forme des produits corroyés - Partie 5 : codification des produits corroyés normalisés
- ISO 209-1 : Aluminium et alliages d'aluminium corroyés - Composition chimique et formes des produits. Partie 1 : composition chimique
- Aluminum Association : Internationl Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Association. (téléchargeable sur le site de l'Aluminum Association : [1].
Alliage d'aluminium destinés à la fonderie
Il s'agit des alliages destinés à être transformés par moulage (fonderie d'aluminium).
Désignation numérique
Les alliages d'aluminium pour fonderie sont référencés par une désignation de 5 chiffres.
Cette désignation a été reprise en Europe par la norme EN 1780-1 en ajoutant les préfixe EN, A (aluminium) et C (casting : mot anglais signifiant fonderie). Ce qui donne EN AC-43100 par exemple. Dans les faits, très souvent, seuls les cinq chiffres sont utilisés.
Cette notation à cinq chiffres est usitée internationalement mais la France reste plutôt attachée à une ancienne désignation décrite plus bas.
Le premier chiffre indique l'élément d'addition principal de l'alliage :
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- (série des 20000) : cuivre (exemple 21000)
- (série des 40000) : silicium (exemple : 43300)
- (série des 50000) : magnésium (exemple : 51200)
- (série des 70000) : zinc (exemple : 71000)
Le deuxième chiffre indique le groupe de l'alliage. Cette notion de groupe est utilisée pour les alliages normalisés (EN 1706). Chaque groupe présente un ensemble de caractéristiques mécaniques et/ou physiques similaires. Par exemple les alliages du groupe AlSi ont une composition proche de l'eutectique aluminium-silicium (12,6 % en masse) ce qui leur confère une excellente aptitude à la coulée.
Les trois chiffres suivant indiquent une variante (exemple : 43100 comporte 0,10 % de cuivre et le 43200 plus pur comporte 0,35% de cuivre, les proportions de zinc et nickel, de plomb et de titane varient aussi entre ces deux alliages, dans des proportions similaires). Les trois chiffres suivant sont des numéros d'ordre et servent à identifier l'alliage.
Désignation chimique
Il s'agit d'une désignation utilisant les symboles chimiques (suivant EN 1780-2 : Aluminium et alliages d'aluminium - Système de désignation applicable aux lingots pour refusion en aluminium allié, aux alliages-mères et aux produits moulés - Partie 2 : système de désignation basé sur les symboles chimiques.).
Elle est très peu usitée.
Exemple : Al Cu4 Mg Ti pour le 21000
Ancienne désignation française
Cette désignation était décrite dans la norme NF A 02-004 (annulée). Elle s'appuyait sur une codification des éléments chimiques différente de la nomenclature habituelle chimique (aluminium : A, cuivre : U, zinc : Z, etc). Elle donnait également une indication sur les pourcentages d'éléments contenu dans l'alliage.
Exemple A-U5GT pour le 21000. On notera une nuance entre ces deux désignations, l'une indiquant AlCu4MgTi et l'autre A-U5GT pour cet alliage dont la teneur en cuivre est comprise entre 4,20 % et 5,00 %.
Cette appellation est encore très utilisée en France pour les alliages de fonderie.
Normes et documents
- EN 1780-1 : Aluminium et alliages d'aluminium - Système de désignation applicable aux lingots pour refusion en aluminium allié, aux alliages-mères et aux produits moulés - Partie 1 : système de désignation numérique.
- EN 1780-2 : Aluminium et alliages d'aluminium - Système de désignation applicable aux lingots pour refusion en aluminium allié, aux alliages-mères et aux produits moulés - Partie 2 : système de désignation basé sur les symboles chimiques.
- EN 1780-3 : Aluminium et alliages d'aluminium - Système de désignation applicable aux lingots pour refusion en aluminium allié, aux alliages-mères et aux produits moulés - Partie 3 : règles d'écriture pour la composition chimique.
- EN 12258-1 : Aluminium et alliages d'aluminium - termes et définitions.
Pour la fonderie, le bureau de normalisation français est B.N.I.F.
Voir aussi
Cuivre et alliages de cuivre
- Cuivres
Exemple : Cu-ETP
- Alliages de cuivre
Exemple : Cu Zn39 Pb2
Fer et alliages ferreux
Fontes
Article détaillé : b:Désignation normalisée des fontes.- Fontes à graphite lamellaire (non alliées)
par exemple: EN-GJL-350
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- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJL: Fonte à graphite lamellaire
- 350: Résistance minimale à la rupture par traction (Rr en MPa)
- Fontes à graphite sphéroïdal (non alliées)
par exemple: EN-GJS-450-10
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- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJS: Fonte à graphite sphéroïdal
- 450: Résistance minimale à la rupture par traction (Rr en MPa)
- 10 : Allongement après rupture en %
- Fontes malléables (non alliées)
par exemple: EN-GJMB-550-4
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- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJMB : Fonte malléable à cœur noir (Black)
- 550: Résistance minimale à la rupture par traction (Rr en MPa)
- 4: Allongement après rupture en %
- autre exemple: EN-GJMW-380-12
- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJMW : Fonte malléable à cœur blanc (White)
- 380: Résistance minimale à la rupture par traction (Rr en MPa)
- 12: Allongement après rupture en %
- Fontes austénitiques (alliées)
par exemple: EN-GJS Ni Cr 30-1
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- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJS: Fonte à graphite sphéroïdal alliée
- Ni: Nickel avec 30%
- Cr: Chrome avec 1%
- par exemple: EN-GJN Cr15Mo Ni
- EN : European Norm (Norme Européenne)
- GJN: Fonte blanche alliée
- Cr: Chrome avec 15%
- Mo: Molybdène avec quelques traces
- Ni: Nickel avec quelques traces
Aciers
Article détaillé : b:Matériaux/Désignation normalisée des aciers.- Aciers d'usage général
- Aciers spéciaux (non alliés) pour traitement thermique
- Aciers faiblement alliés
- Aciers fortement alliés
- Aciers de constructions
Zinc et alliages de zinc
Exemple : Z - A4G (cependant, on utilise fréquemment la désignation « ZL » pour Zinc-aLuminium suivie de la teneur arrondie en aluminium de l'alliage).
Il est utilisé pour le revêtement, en tôle, ou pour la galvanisation (on recouvre de zinc), et sous forme d’alliage.
D'une manière générale, les alliages de zinc normalisés en fonderie sont des alliages zinc-aluminium avec des teneurs variables en aluminium (de 4 à 30%), de faibles additions de magnésium (de 0.012 à 0.06%) et de cuivre (de 0 à 3%).
- Les alliages ZL3, ZL5 et ZL2 (zamak) sont essentiellement utilisés en moulage sous pression (pour les pignons et les fermetures éclairs par exemple), ils représentent environ 95% du marché.
Leur composition est définie par les normes NF EN 1774 « Zinc et alliages de zinc - Alliages pour fonderie - Lingots et liquide » et NF 12844 "Zinc et Alliages de zinc - Pièces moulées - Spécifications", ainsi que la norme internationale ISO 301. - Les alliages Kayem utilisés pour la fabrication économique d'outillages de presse (outils de découpe et d'emboutissage, moules d’injection, de thermoformage des matières plastiques).
- Les alliages ZL8, ZL12 et ZL27 avec:
- Le ZL8 qui apporte une bonne tenue en température, présente un ensemble de propriétés mécaniques d'un très bon niveau et qui est moulable sur les machines à chambre chaude,
- Le ZL12 (ILZRO 12) principalement utilisé dans la réalisation de prototypes ou de pré-séries de pièces qui seront ensuite réalisées en Zamak par moulage sous pression,
- Le ZL27 qui se caractérise par une charge de rupture élevée (de 400 à 450 MPa). C'est le seul alliage susceptible de recevoir un traitement thermique d'homogénéisation qui améliore sa ductilité. Il existe également d'autres alliages spéciaux qui répondent à des exigences particulières de résistance au frottement ou de tenue en température.
Voir aussi
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