Applications de plaques d'aluminium 3105-H14 et 3105-H24

Jul 07 26

 

La plaque d'aluminium 3105 est un alliage aluminium-manganèse non traitable thermiquement ; les différences de résistance et de dureté résultent de la combinaison contrôlée de l’écrouissage et du recuit de récupération (revenu). C'est la signification principale derrière les désignations de trempe du préfixe « H » :

- Etat H14 : écroui uniquement ; pas de trempe ou de recuit ultérieur. Après laminage à froid jusqu'à la dureté cible, le matériau est fini directement. La résistance est améliorée uniquement par la déformation par roulement, laissant les grains internes dans un état durci et soumis à de fortes contraintes sans subir de récupération microstructurale.

- Trempe H24 : écrouissage et revenu incomplet (recuit partiel). Le matériau est d'abord laminé à froid jusqu'à un niveau de durcissement supérieur à celui de H14, puis soumis à un revenu de récupération à basse température. Ce processus libère certaines contraintes internes, réduit la dureté et améliore la ductilité, créant ainsi un équilibre entre dureté et plasticité.

1. Propriétés mécaniques et dureté

Indicateur de performance	3105 H14	3105H24	Explication des différences
Résistance à la traction (MPa)	150-200	150-200	La force globale est comparable.
Limite d'élasticité (MPa)	≈130	≈120	H14 a une limite d'élasticité plus élevée et une plus grande rigidité contre la déformation.
Allongement à la rupture (%)	2 (sur toute la plage d'épaisseur)	4–5 (augmente avec l'épaisseur)	H24 offre une ductilité doublée et une plus grande tolérance de formage.
Contrainte résiduelle interne	Plus haut	Inférieur (soulagé par la trempe)	Le H24 est moins sujet à la déformation ou à la fissuration lors du traitement ultérieur
Dureté relative	Plus haut	Modéré	H14 offre une résistance à l’usure de surface légèrement supérieure.

2. Impact clé de la dureté sur les processus de formage

Les différences de résistance, de plasticité et de contrainte résiduelle modifient directement les paramètres du processus et les taux d'élasticité pour les trois opérations principales (pliage, emboutissage et usinage) et servent de base principale à la sélection des matériaux en production.

2.1 Flexion : retour élastique, fissuration et rayon de courbure minimum

Le pliage est la méthode de traitement la plus courante pour la tôle 3105, et les différences de performances entre les deux états sont immédiatement apparentes :

- 3105 H14 : Caractérisé par une limite d'élasticité élevée, une faible plasticité et une contrainte résiduelle élevée. Il présente un retour élastique important lors de la flexion, nécessitant un angle de compensation de flexion plus grand. Le rayon de courbure minimum doit être contrôlé entre 2,5 et 3 t (où t est l'épaisseur de la tôle) ; en dessous de ce rayon, le matériau est très sujet à la fissuration des fibres extérieures ou à l'éclatement au niveau de la ligne de pliage. Des contraintes résiduelles élevées peuvent également conduire à une déformation due au vieillissement après flexion, rendant difficile le contrôle de la planéité lors des étapes ultérieures.

- 3105 H24 : La trempe améliore la plasticité et soulage les contraintes. Le retour élastique est 10 à 15 % inférieur à celui du H14, simplifiant la compensation de courbure. Le rayon de courbure minimum peut être réduit à 1 à 2 tonnes, ce qui permet des pliages complexes tels que des brides étroites et des angles vifs sans pratiquement aucun risque de fissuration des bords, tout en offrant une stabilité dimensionnelle supérieure après pliage.

2.2 Estampage et emboutissage profond : capacité de formage et taux de rendement

L'emboutissage et l'emboutissage imposent des exigences extrêmement élevées en matière de ductilité des matériaux, ce qui en fait les processus clés pour distinguer les scénarios d'application des deux états :

- 3105 H14 : L'allongement n'est que de 2%, ce qui entraîne une fenêtre de formage étroite. Il convient uniquement aux opérations à faible déformation telles que l'estampage peu profond, le découpage simple et le gaufrage à plat. Lorsqu'il est utilisé pour l'emboutissage profond, le bridage ou le renflement local, il est très sujet aux défauts de surface de déchirure, de striction et de « peau d'orange », ce qui entraîne de faibles rendements lors de la production de masse.

- 3105 H24 : La ductilité optimisée par trempe le rend adapté à l'emboutissage de difficulté moyenne, capable de gérer des opérations complexes telles que l'emboutissage peu profond à profond, le bridage irrégulier et la formation de cavités. Le matériau s'écoule uniformément, minimisant la concentration de contraintes et donne une finition de surface lisse après emboutissage ; il est particulièrement adapté au formage de bobines d'aluminium pré-revêtues, ce qui en fait le choix privilégié pour les pièces embouties décoratives.

2.3 Processus de fabrication : découpe, soudage, profilage, etc.

- Coupe et cisaillement : le H14 a une dureté plus élevée, ce qui entraîne une usure plus rapide de la lame et une tendance à la formation de bavures sur les feuilles minces ; Le H24 a une dureté modérée, ce qui se traduit par des bords coupés nets, des bavures minimes et des exigences de post-traitement réduites.

- Soudage : les deux états présentent des performances de soudage similaires et sont compatibles avec le soudage TIG et MIG ; cependant, la contrainte résiduelle élevée du H14 peut provoquer une déformation autour du cordon de soudure, tandis que le H24, ayant subi un recuit de détente, offre un meilleur contrôle de la planéité, éliminant ainsi le besoin de nivellement après soudage.

- Profilage continu : H14 convient aux pièces laminées longues, de section simple, offrant une rigidité suffisante pour résister à la déformation ; H24 est idéal pour le profilage continu impliquant plusieurs passes et des sections transversales complexes, garantissant un formage fluide sans coincement ni fissuration.

3. Scénarios d'application précis pour 3105 H14 et H24

Sur la base des performances, des caractéristiques de traitement et des cas d'utilisation conformes aux normes de l'industrie, les limites d'application de ces deux états sont clairement définies. Le principe de sélection de base est le suivant : choisissez l'aluminium 3105 h14 pour une rigidité élevée et un formage minimal, et choisissez le 3105-H24 pour les applications nécessitant plusieurs pliages ou opérations d'emboutissage.

3.1 Applications typiques du 3105 H14 (privilégiant la rigidité et la simplicité de formage)

Caractérisé par une limite d'élasticité et une rigidité élevées, cet état convient aux applications nécessitant une stabilité structurelle mais aucun formage complexe :

- Construction : Panneaux de toiture droits, panneaux muraux extérieurs plats et arrêts d'eau simples (installation droite, flexion minimale) ;

- Transport : supports de panneaux de signalisation plats et panneaux de garde-corps (en donnant la priorité à la rigidité sous la charge du vent ; aucune mise en forme complexe n'est requise) ;

- Industrie : protections d'équipement plates, panneaux de ventilation plats simples et substrats de feuille de fond photovoltaïque ;

- Emballage : Couvercles plats en aluminium et plaques de support rigides (aucun emboutissage ni étirage requis). Avantages clés : résistant à la déformation lors d'une utilisation à long terme, très résistant aux bosses causées par des forces externes et maintient une planéité supérieure pendant le stockage et le transport.

3.2 Applications typiques du 3105 H24 (privilégiant la formabilité et la résistance équilibrée)

Caractérisée par une ductilité élevée et une faible contrainte interne, cette nuance est idéale pour les applications nécessitant de multiples opérations de pliage, d'emboutissage ou de façonnage complexes ; il s'agit actuellement d'une spécification courante sur le marché :

- Décoration architecturale : Panneaux de plafond décoratifs, revêtement mural de forme sur mesure, gouttières et descentes pluviales, revêtement extérieur résidentiel (nécessitant un cintrage en plusieurs étapes) ;

- CVC : conduits d'air, coudes et composants de ventilation de forme personnalisée (produits par profilage continu et estampage localisé) ;

- Emballage et matériel : bouchons de bouteilles de boissons, bouchons de cosmétiques et boîtiers emboutis peu profonds (composants clés estampés) ;

- Électroménager : Panneaux de climatiseur, pièces décoratives de ventilation et caissons de petits appareils électroménagers (composants esthétiques nécessitant un formage sans défaut).

 

https://www.alsheetplate.com/fr/a/3105-h14-and-3105-h24-aluminum-plate-applications.html