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

[modifier] Aluminium et alliages d'aluminium

[modifier] Alliage d'aluminium destinés au corroyage

Il s'agit des alliages destinées à être transformés par déformation (laminage, forgeage, filage etc).

[modifier] 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 :

  • 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).

[modifier] 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

[modifier] 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)

[modifier] 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.

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

[modifier] 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'entres 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 573-1		 Appellation ISO Ancienne appellation
française		 Ancienne 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 AlMg1 A-G0,6 3.3315 N41 5764
5083 AlMg4,5Mn A-G4,5MC 3.3547 N8 7790
6061 AlMg1SiCu A-GSUC 3.3211 H20 6170
6082 AlSi1Mg A-SGM0,7 3.2315 H30 3571
7020 AlZn4,5Mg1 A-Z5G 3.4335 H17 7791
7075 AlZn5,5MgCu A-Z5GUP1AZ2 3.4365 / 3735

[modifier] Normes et documents

  • 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].

[modifier] Alliage d'aluminium destinés à la fonderie

Il s'agit des alliages destinées à être transformés par moulage (fonderie d'aluminium).

[modifier] 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 :

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 confére 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.

[modifier] 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

[modifier] 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 AU5GT pour le 21000. On notera une nuance entre ces deux désignations, l'une indiquant AlCu4MgTi et l'autre AU5GT pour cet alliage dont la teneur en cuivre est comprise entre 4,20% et 5,00%.

Le tableau ci-dessous indique les symboles des principaux constituants des alliages d'aluminium utilisés en fonderie :

Elément Aluminium Bore Chrome Etain Magnésium Cobalt Manganèse Nickel Silicium Titane Cuivre Zinc
Symbole chimique
Al
B
Cr
Sn
Mg
Co
Mn
Ni
Si
Ti
Cu
Zn
Symbole NF A 02-004
A
B
C
E
G
K
M
N
S
T
U
Z

Cette appellation est encore très utilisée en france pour les alliages de fonderie.

[modifier] 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.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Cuivre et alliages de cuivre

  • Cuivres

Exemple : Cu-ETP

  • Alliages de cuivre

Exemple : Cu Zn39 Pb2

[modifier] Fer et alliages ferreux

[modifier] Fontes

  • Fontes à graphite lamellaire (non alliées)

par exemple: EN-GJL-350

-> 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

-> 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

-> 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

-> 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

[modifier] Aciers

  • Aciers d'usage général
  • Aciers spéciaux (non alliés) pour traitement thermique
  • Aciers faiblements alliés
  • Aciers fortement alliés
  • Aciers de constructions

[modifier] Zinc et alliages de zinc

Exemple : Z - A4 G

Il est utilisé pour le revêtement, en tôle, ou pour la galvanisation (on recouvre de zinc), et sous forme d’alliage. Ils sont toujours moulés. Les alliages sont :

  • le zamak (pour les pignons et les fermetures éclairs)
  • le kayem (pour les outils d’emboutissage et les moules d’injection)