{"id":8805,"date":"2025-06-15T02:00:17","date_gmt":"2025-06-15T02:00:17","guid":{"rendered":"https:\/\/premiumalu.com\/7021-aluminum-the-ultimate-guide-to-its-uses\/"},"modified":"2026-10-08T03:22:52","modified_gmt":"2026-10-08T03:22:52","slug":"7021-aluminium-le-guide-ultime-de-ses-utilisations","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/premiumalu.com\/fr\/7021-aluminum-the-ultimate-guide-to-its-uses\/","title":{"rendered":"Aluminium 7021 : propri\u00e9t\u00e9s, \u00e9tats m\u00e9tallurgiques et guide d'usinage"},"content":{"rendered":"

Qu'est-ce que l'alliage d'aluminium 7021 ?<\/h2>\n\n\n\n

Le 7021 est un alliage Al-Zn-Mg thermodurcissable de la famille 7xxx, enregistr\u00e9 sous EN AW-7021 (AlZn5,5Mg1,5) et sous UNS A97021. C'est la nuance 7xxx vers laquelle se tourner lorsque la pi\u00e8ce doit tenir la tol\u00e9rance \u00e0 travers un usinage lourd, ou doit \u00eatre soud\u00e9e et atteindre malgr\u00e9 tout une classe de r\u00e9sistance 7xxx \u2014 deux choses que le 7075 ne peut pas faire.<\/p>\n\n\n\n

Le compromis qu'il fait porte sur le cuivre. Le 7075 contient 1,2\u20132,0 % de cuivre, ce qui lui conf\u00e8re sa r\u00e9sistance de pointe et lui co\u00fbte sa soudabilit\u00e9 et sa performance en corrosion sous contrainte. Le 7021 plafonne le cuivre \u00e0 0,25 %, abandonne environ 30 % de cette r\u00e9sistance, et en \u00e9change s'usine proprement, reste plat lors de passes profondes et peut \u00eatre soud\u00e9 par fusion \u2014 une combinaison que le reste de la famille 7xxx n'offre pas.<\/p>\n\n\n\n

Composition chimique du 7021<\/h2>\n\n\n\n

Les limites ci-dessous sont les valeurs enregistr\u00e9es selon EN 573-3. Une plage en dehors de celles-ci sur un certificat provient d'une norme diff\u00e9rente, non d'un 7021 diff\u00e9rent.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9l\u00e9ment<\/td>Poids %<\/td>R\u00f4le<\/td><\/tr>
Silicium (Si)<\/td>0,25 max<\/td>Limite d'impuret\u00e9s<\/td><\/tr>
Fer (Fe)<\/td>0,40 max<\/td>Limite d'impuret\u00e9s<\/td><\/tr>
Cuivre (Cu)<\/td>0,25 max<\/td>Plafond qui maintient l'alliage soudable<\/td><\/tr>
Mangan\u00e8se (Mn)<\/td>0,10 max<\/td>Limite d'impuret\u00e9s<\/td><\/tr>
Magn\u00e9sium (Mg)<\/td>1.2 - 1.8<\/td>\u00c9l\u00e9ment durcissant<\/td><\/tr>
Chrome (Cr)<\/td>0,05 max<\/td>Limite d'impuret\u00e9s<\/td><\/tr>
Zinc (Zn)<\/td>5.0 - 6.0<\/td>\u00c9l\u00e9ment de renforcement principal<\/td><\/tr>
Titane (Ti)<\/td>0,10 max<\/td>Affineur de grain<\/td><\/tr>
Zirconium (Zr)<\/strong><\/td>0.08 - 0.18<\/strong><\/td>\u00c9l\u00e8ve la temp\u00e9rature de recristallisation ; favorise la soudabilit\u00e9<\/td><\/tr>
Autres, chacun \/ total<\/td>0.05 \/ 0.15<\/td>\u2014<\/td><\/tr>
Aluminium (Al)<\/td>Reste<\/td>M\u00e9tal commun<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Seules trois lignes sont des ajouts d\u00e9lib\u00e9r\u00e9s \u2014 zinc, magn\u00e9sium et zirconium ; tous les autres \u00e9l\u00e9ments sont des plafonds sur ce qui peut \u00eatre pr\u00e9sent. Le cuivre est la ligne \u00e0 v\u00e9rifier en premier, car cette nuance le plafonne \u00e0 0,25 %. L'aluminium est enregistr\u00e9 comme le reste, non comme une plage fixe.<\/p>\n\n\n\n

Propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques selon le traitement thermique<\/h2>\n\n\n\n

Le 7021 est command\u00e9 principalement en T6 et T651. L'EN 485-2 couvre les t\u00f4les, bandes et plaques ; l'EN 755-2 couvre les barres, tubes et profil\u00e9s extrud\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Propri\u00e9t\u00e9<\/td>Valeur<\/td>\u00c9tat<\/td><\/tr>
R\u00e9sistance \u00e0 la traction, Rm<\/td>400 MPa min (\u2248410 MPa typique)<\/td>T6, t\u00f4le et plaque, EN 485-2<\/td><\/tr>
Limite d'\u00e9lasticit\u00e9, Rp0,2<\/td>350 MPa min<\/td>T6, t\u00f4le et plaque, EN 485-2<\/td><\/tr>
Allongement, A \/ A50<\/td>10 % min \/ 8 % min<\/td>T6, t\u00f4le et plaque, EN 485-2<\/td><\/tr>
Duret\u00e9<\/td>\u2248120 HBW<\/td>T6<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
Propri\u00e9t\u00e9 physique<\/td>Valeur<\/td><\/tr>
Densit\u00e9<\/td>2,80 g\/cm\u00b3<\/td><\/tr>
Elastic modulus<\/td>70 GPa<\/td><\/tr>
Conductivit\u00e9 thermique<\/td>125 \u2013 155 W\/m\u00b7K<\/td><\/tr>
Dilatation thermique<\/td>23 \u00b5m\/m\u00b7K<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Une limite d'\u00e9lasticit\u00e9 de 350 MPa est environ 27 % sup\u00e9rieure au 6061-T6 et environ 30 % inf\u00e9rieure au 7075-T6 \u2014 une v\u00e9ritable nuance 7xxx sans \u00eatre une nuance \u00e0 r\u00e9sistance de pointe. La conductivit\u00e9 thermique porte l'autre chiffre commercialement d\u00e9cisif : 125\u2013155 W\/m\u00b7K est ce qui permet \u00e0 un moule en aluminium de cycler plus vite qu'un moule en acier.<\/p>\n\n\n\n

Les faibles \u00e9paisseurs d\u00e9passent le minimum des plaques \u2014 la t\u00f4le de qualit\u00e9 anodisation de 1,5 \u00e0 3 mm est couramment test\u00e9e \u00e0 460\u2013480 MPa pour le T6 et le T651. Lisez les minimums de l'EN 485-2 comme valeurs de conception et les chiffres des \u00e9paisseurs plus fines comme performance d'usine ; le certificat de votre coul\u00e9e d\u00e9termine lequel s'applique.<\/p>\n\n\n\n

O\u00f9 le 7021 est utilis\u00e9<\/h2>\n\n\n\n
\"7021-applications\"<\/figure>\n\n\n\n

Trois groupes d'applications repr\u00e9sentent la majeure partie de la nuance, et chacun d\u00e9coule de la m\u00eame propri\u00e9t\u00e9 \u2014 faible contrainte r\u00e9siduelle dans la plaque, plus usinabilit\u00e9 libre.<\/p>\n\n\n\n

Moules et plaques d'outillage<\/h3>\n\n\n\n

Le march\u00e9 principal. Moules d'injection et de soufflage, thermoformage et outillage de transfert de r\u00e9sine utilisent tous plaques d'empreinte en 7021<\/a>, tout comme les plaques de base et les tables de fixation de machines. La faible contrainte interne en est la raison : une empreinte profonde conserve sa forme au lieu de fluer \u00e0 mesure que la mati\u00e8re est enlev\u00e9e, et l'argument contre l'outillage en acier est le temps de cycle plut\u00f4t que la r\u00e9sistance.<\/p>\n\n\n\n

Composants usin\u00e9s et hydrauliques<\/h3>\n\n\n\n

Les blocs collecteurs, corps de vannes, plaques de montage et composants d'entra\u00eenement utilisent le m\u00eame comportement de coupe \u2014 copeaux courts, finition propre, dur\u00e9e de vie d'outil qui tient sur les longues s\u00e9ries. Lorsque la coupe est profonde ou asym\u00e9trique, sp\u00e9cifiez T651.<\/p>\n\n\n\n

Assemblages soud\u00e9s<\/h3>\n\n\n\n

Le 7021 est l'un des rares alliages Al-Zn-Mg pouvant \u00eatre soud\u00e9 par fusion, ce qui d\u00e9coule du plafond de cuivre et de l'ajout de zirconium. Lorsqu'une pi\u00e8ce n\u00e9cessite une r\u00e9sistance 7xxx et un joint soud\u00e9, c'est pourquoi la nuance est sp\u00e9cifi\u00e9e. En structure soud\u00e9e de volume, 7005<\/a> ou 7020<\/a> est g\u00e9n\u00e9ralement la voie la moins co\u00fbteuse.<\/p>\n\n\n\n

Options d'\u00e9tats du 7021<\/h2>\n\n\n\n

Le 7021 est fourni en trois \u00e9tats, chacun r\u00e9pondant \u00e0 une exigence de traitement diff\u00e9rente.<\/p>\n\n\n\n

Temp\u00e9rer<\/td>Traitement<\/td>Classe de r\u00e9sistance<\/td>Meilleur pour<\/td>\u00c9viter lorsque<\/td><\/tr>
T6<\/td>Traitement thermique de mise en solution et vieillissement artificiel<\/td>Minimums EN 485-2<\/td>Moules, pi\u00e8ces structurelles g\u00e9n\u00e9rales et pi\u00e8ces soud\u00e9es fournies pr\u00eates \u00e0 l'emploi<\/td>Usinage profond o\u00f9 la contrainte r\u00e9siduelle importe<\/td><\/tr>
T651<\/td>T6 plus un \u00e9tirage contr\u00f4l\u00e9 de d\u00e9tente de 1\u20133 %<\/td>M\u00eame classe que T6<\/td>Pi\u00e8ces fortement usin\u00e9es : poches profondes, coupes asym\u00e9triques, plan\u00e9it\u00e9 serr\u00e9e<\/td>Non n\u00e9cessaire lorsque seul un l\u00e9ger d\u00e9tourage ou per\u00e7age est impliqu\u00e9<\/td><\/tr>
T62<\/td>Mis en solution et vieilli apr\u00e8s formage ou fabrication<\/td>\u00c9quivalent \u00e0 T6<\/td>Ensembles vieillis en tant que pi\u00e8ce finie plut\u00f4t que fournis vieillis<\/td>Commande de mati\u00e8re brute \u2014 sp\u00e9cifiez T6 ou T651<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

7021 vs 7075 vs 6061<\/h2>\n\n\n\n
\"7021-7075-6061\"<\/figure>\n\n\n\n

Ces trois alliages couvrent la plupart des d\u00e9cisions relatives \u00e0 l'aluminium \u00e0 haute r\u00e9sistance.<\/p>\n\n\n\n

Propri\u00e9t\u00e9<\/td>7021-T6<\/td>7075-T6<\/td>6061-T6<\/td><\/tr>
R\u00e9sistance \u00e0 la traction<\/td>400 MPa min (\u2248410 typique)<\/td>572 MPa typique<\/td>310 MPa typique<\/td><\/tr>
Limite d'\u00e9lasticit\u00e9<\/td>350 MPa min<\/td>503 MPa typique<\/td>276 MPa typique<\/td><\/tr>
\u00c9longation<\/td>10% min<\/td>~11%<\/td>12\u201317%<\/td><\/tr>
Densit\u00e9<\/td>2,80 g\/cm\u00b3<\/td>2,81 g\/cm\u00b3<\/td>2,70 g\/cm\u00b3<\/td><\/tr>
Contraintes r\u00e9siduelles \/ stabilit\u00e9<\/td>Tr\u00e8s faible ; qualit\u00e9 plaque d'outillage<\/td>\u00c9lev\u00e9e ; se d\u00e9forme lors d'usinages lourds<\/td>Mod\u00e9r\u00e9<\/td><\/tr>
Usinabilit\u00e9<\/td>Excellente ; copeaux courts, bon poli<\/td>Bon<\/td>Bon<\/td><\/tr>
Soudabilit\u00e9<\/td>Bonne, avec MIG\/TIG qualifi\u00e9 et filler 5356 ou 5183<\/td>Non recommand\u00e9 pour le soudage par fusion<\/td>Excellente, tous proc\u00e9d\u00e9s courants<\/td><\/tr>
R\u00e9sistance \u00e0 la corrosion<\/td>Mod\u00e9r\u00e9e ; n\u00e9cessite rev\u00eatement ou anodisation<\/td>Limit\u00e9e ; n\u00e9cessite rev\u00eatement ou rechargement<\/td>Bon<\/td><\/tr>
Applications typiques<\/td>Moules, plaques d'outillage, pi\u00e8ces usin\u00e9es et hydrauliques, ensembles soud\u00e9s<\/td>Pi\u00e8ces usin\u00e9es fortement sollicit\u00e9es, structure de cellule<\/td>Fabrication g\u00e9n\u00e9rale, marine, architecture<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

La colonne 7021 correspond au minimum de l'EN 485-2 ; les colonnes 7075 et 6061 indiquent des valeurs typiques publi\u00e9es. Comparez l'ordre de grandeur plut\u00f4t que les d\u00e9cimales, et confirmez les valeurs applicables \u00e0 votre propre forme et \u00e9paisseur sur le certificat du laminoir.<\/p>\n\n\n\n

Mise en \u0153uvre du 7021<\/h2>\n\n\n\n

Usinage<\/h3>\n\n\n\n

L'usinabilit\u00e9 est la raison d'\u00eatre de cette nuance, et le 7021 se situe au sommet de la gamme pour un alliage 7xxx. Les copeaux se brisent courts, l'\u00e9tat de surface est propre, et l'outillage carbure \u00e0 des vitesses de broche mod\u00e9r\u00e9es \u00e0 \u00e9lev\u00e9es tient bien. L'acier rapide convient pour les formes peu profondes, mais le carbure est l\u00e0 o\u00f9 se situe l'\u00e9conomie.<\/p>\n\n\n\n

Pour les poches profondes, les coupes asym\u00e9triques ou les tol\u00e9rances de plan\u00e9it\u00e9 serr\u00e9es, sp\u00e9cifiez T651 plut\u00f4t que T6. La d\u00e9tente par traction est appliqu\u00e9e avant l'usinage, de sorte que la plaque ne se d\u00e9tende pas en se d\u00e9formant en cours de travail. Pour l'\u00e9bavurage, le per\u00e7age et le fraisage l\u00e9ger, le T6 est suffisamment stable.<\/p>\n\n\n\n

Soudage<\/h3>\n\n\n\n
\"7021-conditions-de-soudage\"<\/figure>\n\n\n\n

Le 7021 peut \u00eatre soud\u00e9 par fusion, et c'est l\u00e0 le diff\u00e9renciateur \u2014 cela d\u00e9coule du plafond de cuivre et de l'ajout de zirconium. Le filler est une nuance 5xxx, 5356 ou 5183, ce qui maintient suffisamment de magn\u00e9sium dans le bain pour r\u00e9sister \u00e0 la fissuration de solidification.<\/p>\n\n\n\n

Au-del\u00e0 du choix du filler, c'est une question de proc\u00e9dure plut\u00f4t que de mat\u00e9riau : le fabricant doit qualifier le mode op\u00e9ratoire de soudage pour cet alliage au lieu d'h\u00e9riter d'un mode op\u00e9ratoire r\u00e9dig\u00e9 pour un travail en 6xxx. Attendez-vous \u00e0 ce que la soudure, et non le m\u00e9tal de base, soit l'\u00e9l\u00e9ment limitant la r\u00e9sistance, et dimensionnez la section en cons\u00e9quence.<\/p>\n\n\n\n

Protection contre la corrosion<\/h3>\n\n\n\n

Comme la plupart des aluminiums riches en zinc, le 7021 pr\u00e9sente une r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion mod\u00e9r\u00e9e et n\u00e9cessite une protection pour un service ext\u00e9rieur ou humide. Trois approches couvrent la plupart des cas.<\/p>\n\n\n\n