Faits marquants
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L'alliage d'aluminium 2219 est réputé pour sa haute résistance, son excellente soudabilité et ses performances impressionnantes dans une large gamme de températures.
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Cet alliage est largement utilisé dans des applications aérospatiales exigeantes, telles que les réservoirs de carburant et les composants structurels des avions.
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Ses caractéristiques notables sont sa ténacité exceptionnelle à la rupture et sa remarquable résistance à la corrosion.
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La composition de l'alliage est essentiellement constituée d'aluminium, le cuivre étant le principal élément d'alliage, ce qui contribue à ses propriétés mécaniques robustes.
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L'ajout d'éléments tels que le manganèse, le zinc, le vanadium et le titane renforce encore sa solidité et sa soudabilité.
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L'alliage d'aluminium 2219 est proposé sous diverses formes, telles que barres, tôles, plaques et pièces forgées, ce qui témoigne de sa polyvalence dans la fabrication.
Introduction
L'alliage d'aluminium 2219 est un choix de premier ordre pour les applications à haute résistance, en particulier dans l'aérospatiale. Ses propriétés mécaniques uniques en font un candidat de choix pour les environnements difficiles. Ce guide complet explore les propriétés, les avantages et les applications de l'alliage d'aluminium 2219, en mettant l'accent sur son importance dans les applications structurelles.
Qu'est-ce que l'alliage d'aluminium 2219 ?
Alliage d'aluminium 2219 appartient à la famille des alliages d'aluminium thermotraités, réputés pour leur solidité exceptionnelle et leur impressionnante résistance à la corrosion. Cet alliage est réputé pour conserver sa résistance même à des températures élevées, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications exigeantes.
Sa résistance supérieure résulte de l'ajout minutieux de cuivre comme principal élément d'alliage, complété par des ajouts plus modestes de manganèse, de zinc, de vanadium et de titane. Ces éléments d'alliage agissent en synergie pour renforcer la résistance, la soudabilité et les performances globales de l'aluminium 2219, consolidant ainsi sa position de matériau de pointe dans des industries exigeantes telles que l'aérospatiale.
Compositions chimiques de l'aluminium 2219
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Élément |
Contenu (%) |
|---|---|
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Aluminium, Al |
Équilibre (91,5 à 93,8%) |
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Cuivre, Cu |
5,8 à 6,8 |
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Fer, Fe |
0,3 max. |
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Magnésium, Mg |
0,02 max. |
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Manganèse, Mn |
0,2 à 0,4 |
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Silicium, Si |
0,2 max. |
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Titane, Ti |
0,02 à 0,10 |
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Vanadium, V |
0,05 à 0,15 |
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Zinc, Zn |
0,1 max. |
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Zirconium, Zr |
0,10 à 0,25 |
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Résidus |
0,15 max. |
Les propriétés remarquables de l'alliage d'aluminium 2219 peuvent être attribuées à sa composition chimique finement ajustée. L'aluminium (Al) constitue la base de cet alliage et en représente le pourcentage le plus important. Le cuivre (Cu) est le principal élément d'alliage, présent en quantités significatives, et joue un rôle crucial dans l'amélioration de la résistance de l'alliage.
En outre, le manganèse (Mn) est ajouté pour améliorer la solidité et l'usinabilité de l'alliage, tandis que les ajouts d'éléments tels que le zinc, le titane (Ti) et le vanadium augmentent encore la solidité et la soudabilité de l'alliage. Ces éléments d'alliage agissent de concert pour améliorer des propriétés spécifiques, telles que la stabilité thermique et la résistance à la corrosion.
Principales propriétés physiques de l'aluminium 2219
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Propriété |
Valeur |
Notes |
|---|---|---|
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Densité |
2,84 g/cm³ |
Léger pour sa résistance. |
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Point de fusion |
~543-643°C (1,009-1,189°F) |
La gamme dépend de la trempe et du mélange d'alliages. |
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Conductivité thermique |
116-130 W/m-K (tempérament T6) |
Bonne dissipation de la chaleur. |
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Conductivité électrique |
30-34% IACS (tempérament T6) |
Conducteur modéré, typique de l'Al. |
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Capacité thermique spécifique |
0,864 J/g-K |
L'énergie est nécessaire pour augmenter la température. |
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Coefficient de dilatation thermique |
22,3 µm/m-K (20-100°C) |
L'ampleur de la dilatation sous l'effet de la chaleur. |
L'alliage d'aluminium 2219 est recherché pour ses propriétés mécaniques impressionnantes, ce qui le rend adapté à des applications exigeantes. Il présente notamment une résistance élevée à la traction et à la déformation, ce qui indique sa capacité à supporter des charges importantes sans déformation permanente.
L'une de ses caractéristiques les plus remarquables est sa capacité à fonctionner dans les limites de l'Union européenne. une large gamme de températures. Cette caractéristique le rend idéal pour les applications où les composants sont soumis à des conditions thermiques extrêmes.
La combinaison d'une résistance élevée, d'une bonne ductilité et d'une plage de températures acceptable rend l'aluminium 2219 polyvalent. Cet alliage présente une bonne résistance à la rupture, ce qui accroît sa fiabilité dans les applications critiques où le risque de propagation des fissures est un problème important.
Avantages et inconvénients de l'aluminium 2219
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Pour |
Cons |
|---|---|
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Rapport résistance/poids élevé |
Coût plus élevé que celui des autres alliages |
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Excellentes performances à haute température |
Susceptible de se fissurer sous l'effet de la corrosion sous contrainte dans certaines conditions |
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Bonne soudabilité |
Résistance à la corrosion plus faible en l'absence de traitement approprié |
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Grande résistance à la fatigue |
Moins extrudable que les alliages de la série 6000 |
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Idéal pour les applications aérospatiales |
Disponibilité limitée sur certains marchés |
Sur le site côté positifIl est très résistant en raison de sa légèreté, ce qui explique qu'il soit une star de l'aérospatiale, par exemple pour la construction de pièces de fusées qui ne pèseront pas sur un vaisseau spatial. Il résiste également très bien à la chaleur (moteurs ou voyages dans l'espace) et ne s'use pas avec le temps (résistance à la fatigue). De plus, il est facile à souder, ce qui fait que les fabricants adorent travailler avec.
Mais il y a inconvénientsIl est plus cher que d'autres options en aluminium et n'est donc pas le choix le plus économique. Il peut se fissurer sous la contrainte s'il n'est pas manipulé correctement et, sans revêtement, il n'est pas le meilleur pour lutter contre la rouille. Il est également plus difficile à façonner en tubes fins ou en profilés (il n'est pas aussi "extrudable") que des alliages comme le 6063, et vous risquez de ne pas le trouver partout.
Comparaison entre l'aluminium 2219 et d'autres alliages
Bien que l'alliage d'aluminium 2219 soit largement utilisé, il est essentiel de comprendre comment il se compare à d'autres alliages d'aluminium populaires afin de faire des choix de matériaux éclairés. La comparaison du 2219 avec des alliages tels que le 2024, le 7075 et le 6061, chacun reconnu pour ses points forts, permet de mieux comprendre leur adéquation à des applications spécifiques. Ces comparaisons tiennent compte de la résistance à la corrosion, de la solidité, de la soudabilité, de l'usinabilité et de l'aptitude générale à des tâches spécifiques.
2219 vs. 2024 Alliage d'aluminium
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Propriété/caractéristique |
Alliage d'aluminium 2219 |
Alliage d'aluminium 2024 |
|---|---|---|
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Composition principale |
Al + 6,3% Cu |
Al + 4,4% Cu + 1,5% Mg |
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La force |
Élevée (par exemple, 414 MPa en T6) |
Très élevé (par exemple, 470 MPa dans T3) |
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Performance à haute température |
Excellent (jusqu'à 643°C de fusion) |
Modérée (plus faible à haute température) |
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Résistance à la corrosion |
Modérée (nécessite un traitement) |
Médiocre (a besoin d'un revêtement) |
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Soudabilité |
Bon |
Médiocre (susceptible de se fissurer) |
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Utilisation typique |
Aérospatiale (réservoirs de fusée) |
Peaux d'avions, pièces structurelles |
2219 et 2024 Aluminium sont tous deux des alliages d'aluminium solides, mais ils sont conçus pour des tâches différentes. Le 2219 contient plus de cuivre et brille lorsque les choses deviennent chaudes - comme dans les réservoirs de carburant des fusées - parce qu'il reste résistant à des températures élevées. Le 2024, auquel on a ajouté du magnésium, est un peu plus solide dans l'ensemble et convient parfaitement aux pièces d'avion telles que les ailes, mais il a du mal à supporter la chaleur et rouille plus facilement s'il n'est pas recouvert d'un revêtement. Le 2219 se soude bien, contrairement au 2024, donc si vous devez assembler des pièces, c'est le 2219 qui l'emporte. Choisissez le 2219 pour les projets soumis à une forte chaleur ; optez pour le 2024 pour une résistance brute dans des conditions plus froides.
2219 vs. 7075 Alliage d'aluminium
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Propriété/caractéristique |
Alliage d'aluminium 2219 |
Alliage d'aluminium 7075 |
|---|---|---|
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Composition principale |
Al + 6,3% Cu |
Al + 5,6% Zn + 2,5% Mg |
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La force |
Élevée (par exemple, 414 MPa en T6) |
Extrêmement élevé (par exemple, 570 MPa en T6) |
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Performance à haute température |
Excellent (jusqu'à 643°C de fusion) |
Modéré (se ramollit au-dessus de 400°C) |
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Résistance à la corrosion |
Modérée (nécessite un traitement) |
Modérée (meilleure que 2024) |
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Soudabilité |
Bon |
Médiocre (non recommandé) |
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Utilisation typique |
Aérospatiale (pièces à haute température) |
Militaire, cadres d'avions |
2219 et Aluminium 7075 sont des centrales électriques, mais ce ne sont pas des jumeaux. Le 7075, qui contient du zinc, est l'un des alliages d'aluminium les plus résistants qui soient. Il est parfait pour les équipements militaires ou les châssis d'avion, où la résistance brute est la plus importante. Le 2219 n'est pas aussi résistant, mais il résiste aux températures élevées, ce qui en fait un alliage de choix pour les pièces des engins spatiaux. Le 7075 ne se soude pas bien, contrairement au 2219, ce qui donne à ce dernier un avantage en matière de fabrication. Du point de vue de la corrosion, les deux matériaux sont similaires : ils ont besoin d'aide pour lutter contre la rouille. Choisissez le 7075 pour une résistance maximale ; choisissez le 2219 si la chaleur est un facteur.
2219 vs. 6061 Alliage d'aluminium
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Propriété/caractéristique |
Alliage d'aluminium 2219 |
Alliage d'aluminium 6061 |
|---|---|---|
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Composition principale |
Al + 6,3% Cu |
Al + 1% Mg + 0,6% Si |
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La force |
Élevée (par exemple, 414 MPa en T6) |
Modéré (par exemple, 310 MPa en T6) |
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Performance à haute température |
Excellent (jusqu'à 643°C de fusion) |
Modéré (plus faible que 400°C) |
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Résistance à la corrosion |
Modérée (nécessite un traitement) |
Bon (naturellement résistant) |
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Soudabilité |
Bon |
Excellent (très polyvalent) |
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Utilisation typique |
Aérospatiale (composants de fusées) |
Utilisation générale (cadres, tuyaux) |
2219 et Aluminium 6061 sont comme des pommes et des oranges. Le 2219 est un alliage robuste contenant des tonnes de cuivre, conçu pour une résistance élevée et des environnements chauds, comme les fusées ou les pièces d'avion à réaction. Le 6061, qui contient du magnésium et du silicium, est moins résistant, mais il est très facile à travailler et résiste mieux à la rouille, si bien qu'il est utilisé partout : vélos, bateaux, etc. Les deux se soudent bien, mais le 6061 est le champion dans ce domaine. Le 2219 coûte plus cher et nécessite des revêtements contre la corrosion, tandis que le 6061 est moins cher et plus résistant aux éléments. Optez pour le 2219 pour les travaux extrêmes ; restez fidèle au 6061 pour les travaux quotidiens.
Conclusion
En conclusion, il est essentiel de comprendre les propriétés, les applications et les comparaisons de l'alliage d'aluminium 2219 pour prendre des décisions éclairées dans diverses industries. Ses caractéristiques uniques en font un matériau précieux pour des besoins spécifiques. Qu'il s'agisse de sa résistance, de sa soudabilité ou de ses applications spécifiques, le fait de savoir comment il se distingue des autres alliages peut vous aider à faire des choix judicieux. Si vous avez d'autres questions ou si vous avez besoin de conseils spécifiques sur l'utilisation de l'alliage d'aluminium 2219, n'hésitez pas à contacter nos experts pour une assistance sur mesure.
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Questions fréquemment posées
Comment l'aluminium 2219 se compare-t-il aux autres alliages en termes de résistance ?
L'alliage d'aluminium 2219 présente une résistance, une résistance à la traction et une limite d'élasticité élevées, bien que d'autres alliages comme le 7075 puissent le surpasser à cet égard. Cependant, l'alliage 2219 se distingue par son équilibre entre la résistance, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion, ce qui en fait une option convaincante pour diverses applications.
Quelles sont les principales applications des alliages d'aluminium 2219 dans l'industrie ?
L'alliage d'aluminium 2219 trouve sa place dans des applications exigeantes, principalement dans l'industrie aérospatiale. Son utilisation dans la fabrication de réservoirs de carburant pour les fusées et la formation de la peau des avions supersoniques met en évidence sa solidité et sa bonne résistance à la rupture dans des environnements soumis à de fortes contraintes et à des températures élevées.
L'aluminium 2219 peut-il être soudé et, dans l'affirmative, quelles sont les techniques recommandées ?
Oui, l'aluminium 2219 peut être soudé, mais des précautions sont nécessaires. Les techniques recommandées sont le soudage au gaz inerte et le soudage par résistance. L'utilisation de méthodes conventionnelles avec une lubrification de base appropriée et une trempe à l'eau froide immédiate après le soudage est cruciale pour atténuer les problèmes potentiels.
