L'industrie aérospatiale exige des matériaux dotés de caractéristiques de performance exceptionnelles : un rapport résistance-/-poids élevé, une excellente résistance à la fatigue, une ténacité élevée et une résistance supérieure à la corrosion, souvent à des températures élevées. Les alliages d'aluminium sont le cheval de bataille de cette industrie depuis sa création, évoluant continuellement pour répondre aux exigences de plus en plus strictes des avions commerciaux et militaires, des engins spatiaux et des missiles.

 

Vous trouverez ci-dessous une liste complète des alliages d'aluminium fréquemment utilisés dans les applications aérospatiales, classés par série d'alliages primaires et mettant en évidence leurs principales utilisations et avantages.

 

1. 2Série xxx (aluminium-alliages de cuivre)

Cette série se caractérise par son excellente résistance mécanique et à la fatigue, principalement due aux effets de durcissement par précipitation du cuivre. Cependant, ils peuvent être sensibles à la corrosion et nécessitent souvent des revêtements protecteurs.

2014

Principales caractéristiques :Haute résistance, bonne usinabilité.

Utilisations aérospatiales :On le trouve souvent dans les-structures de fuselage robustes, les revêtements d'ailes et les éléments de support internes. Moins courant dans les nouvelles conceptions en raison de la susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte par rapport aux alliages plus récents.

2024

Principales caractéristiques :L'un des alliages aérospatiaux les plus courants. Excellente résistance à la fatigue, haute résistance et bonne ténacité.

Utilisations aérospatiales :Largement utilisé dans les revêtements de fuselage, les structures d'ailes et les éléments de tension en raison de son équilibre de propriétés. Les trempes T3 et T4 sont particulièrement appréciées.

2124

Principales caractéristiques :Une variante de haute-pureté de 2024 avec une ténacité à la rupture et une résistance à la croissance des fissures de fatigue améliorées.

Utilisations aérospatiales :Composants structurels critiques nécessitant une résistance et des performances de fatigue accrues, tels que les revêtements inférieurs des ailes et les cloisons du fuselage.

2219

Principales caractéristiques :Haute résistance à températures élevées, bonne soudabilité et ténacité exceptionnelle.

Utilisations aérospatiales :Largement utilisé dans les applications spatiales (par exemple, réservoir externe de la navette spatiale, fusées Delta IV), les avions supersoniques et les composants de missiles où la résistance à la chaleur est cruciale.

 

2. 5Série xxx (aluminium-alliages de magnésium)

Ces alliages sont connus pour leur excellente résistance à la corrosion, notamment en milieu marin, leur bonne soudabilité et leur résistance modérée. Ils sont souvent utilisés pour des composants nécessitant une bonne formabilité.

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Principales caractéristiques :Bonne résistance, excellente résistance à la corrosion, bonne formabilité et soudabilité.

Utilisations aérospatiales :Pièces internes, réservoirs de carburant, conduites hydrauliques et autres composants non-structuraux ou modérément sollicités pour lesquels la formabilité et la résistance à la corrosion sont essentielles.

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Principales caractéristiques :Haute résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion (notamment en eau salée), bonne soudabilité et très bonnes propriétés cryogéniques.

Utilisations aérospatiales :Principalement utilisé dans les équipements de soutien au sol pour l'aérospatiale, les réservoirs cryogéniques (par exemple, pour les propulseurs) et certains composants non structurels d'avions.

 

3. 6Série xxx (aluminium-magnésium-alliages de silicium)

Cette série combine une bonne solidité, une excellente résistance à la corrosion et une bonne soudabilité. Ils sont souvent utilisés pour les composants structurels où la ductilité est également importante.

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Principales caractéristiques :Alliage polyvalent offrant une bonne résistance mécanique, une excellente résistance à la corrosion et une très bonne soudabilité.

Utilisations aérospatiales :Structures secondaires, pièces de réparation, composants généraux en tôle, tubes et éléments structurels non-critiques pour lesquels l'équilibre des propriétés et la facilité de fabrication sont importants.

 

4. 7Série xxx (aluminium-alliages de zinc)

Ces alliages représentent les alliages d'aluminium les plus résistants, obtenant leurs propriétés grâce à l'ajout de zinc, souvent avec du magnésium et du cuivre. Ce sont les bêtes de somme des structures primaires très sollicitées.

7050

Principales caractéristiques :Haute résistance, bonne ténacité à la rupture et résistance supérieure à la fissuration par corrosion sous contrainte par rapport au 7075, en particulier dans les sections plus épaisses.

Utilisations aérospatiales :Revêtements d'ailes supérieurs et inférieurs, cadres de fuselage, cloisons et autres composants structurels critiques nécessitant une résistance élevée et une bonne résistance à la corrosion sous contrainte.

7075

Principales caractéristiques :Résistance exceptionnellement élevée, bonne résistance à la fatigue et ténacité raisonnable.

Utilisations aérospatiales :Un incontournable dans l'aérospatiale pour les pièces très sollicitées telles que les longerons d'aile, les éléments de fuselage et les raccords structurels. La trempe T6 est très courante, bien que les trempes T73 offrent une résistance améliorée à la corrosion sous contrainte avec une légère pénalité de résistance.

7079

Principales caractéristiques :Développé pour les applications de plaques très épaisses, offrant une bonne résistance et ténacité à la rupture.

Utilisations aérospatiales :Principalement utilisé pour les tôles épaisses et les extrusions dans les composants du train d'atterrissage et les cloisons lourdes, bien que principalement remplacé par le 7050 dans de nombreuses conceptions modernes en raison de la meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte du 7050.

7475

Principales caractéristiques :Une version de haute-pureté du 7075, offrant une ténacité améliorée et une meilleure résistance à la croissance des fissures de fatigue sans perte significative de résistance.

Utilisations aérospatiales :Fracture critique-applications critiques, telles que les revêtements de fuselage et les structures d'ailes où une meilleure tolérance aux dommages est requise.

 

5. Alliages d'aluminium contenant du lithium- (alliages Al-Li)

Ces alliages avancés incorporent du lithium pour réduire considérablement la densité et augmenter la rigidité, offrant ainsi un gain de poids substantiel par rapport aux alliages d'aluminium conventionnels, tout en conservant ou en améliorant les propriétés de résistance et de fatigue.

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Principales caractéristiques :Alliage Al-Li récent à haute résistance, bonne tolérance aux dommages et excellente réduction de la densité.

Utilisations aérospatiales :Nouvelle génération de structures de fuselage et d'ailes, de lanceurs spatiaux et d'avions militaires où la réduction de poids est primordiale.

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Principales caractéristiques :Offre un excellent équilibre entre résistance, ténacité à la rupture et soudabilité avec une bonne réduction de densité.

Utilisations aérospatiales :Utilisé dans les barils sous pression des lanceurs, du fuselage et des structures d'ailes, offrant des économies de poids significatives.

2050

Principales caractéristiques :Haute résistance, haute tolérance aux dommages et bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte avec une réduction admirable de la densité.

Utilisations aérospatiales :Composants de fuselage et d'ailes hautes-performances, en particulier dans les applications militaires et spatiales.

 

Conclusion

L’évolution des alliages d’aluminium a joué un rôle central dans le progrès de l’industrie aérospatiale. Des séries robustes 2xxx et 7xxx constituant l'épine dorsale des structures d'avion aux alliages Al-Li de pointe qui repoussent les limites de la réduction de poids et des performances, ces matériaux continuent d'être indispensables. À mesure que la technologie aérospatiale progresse, le développement de nouveaux alliages d'aluminium plus sophistiqués, adaptés pour relever les défis des avions et des engins spatiaux de nouvelle-génération, progressera également.