La désignation d'état (T6, T651, T73, etc.) n'est pas facultative — elle détermine si votre pièce se déforme sur la table de machine, se fissure en service, ou coûte 2x ce qu'elle devrait. La plupart des ingénieurs se contentent d'écrire « 6061-T6 » en espérant que tout se passe bien. Cette page vous dit quand c'est faux.
Commencez ici. L'état que vous spécifiez dépend de la géométrie de votre pièce et de son environnement de service, pas de ce que le fournisseur a en stock.
| Votre situation | Utilisez ceci | Pourquoi |
|---|---|---|
| Usinage CNC depuis une tôle — enlèvement de matière d'un seul côté | T651 | Détendu par étirage. Ne se déforme pas quand vous usinez des poches ou des caractéristiques sur une face. |
| Usinage CNC de barre (section transversale uniforme) | T6 convient | La barre ronde a une distribution de contrainte symétrique. Le risque de déformation est faible. Le T6 est moins cher et plus disponible. |
| Pièce 7075 en environnement humide ou marin sous charge | T73 ou T7351 | Le T6 se fissurera par corrosion sous contrainte. Le T73 perd ~12 % de résistance mais élimine totalement le risque de CSC. |
| Besoin de plier ou former avant usinage | O (recuit) | État le plus tendre. Formez-le, puis refaites un traitement thermique en T6. Essayer de former une tôle T6 provoque des fissures. |
| Structure aéronautique 2024 (critique en fatigue) | T4 ou T351 | Vieilli naturellement pour la meilleure résistance à la fatigue. Le T6 réduirait la durée de vie en fatigue. |
| Résistance maximale, aucune préoccupation de corrosion | T6 | À dureté maximale (peak-aged). Résistance à la traction et limite élastique les plus élevées. Convient aux environnements intérieurs secs. |
| Soudage du 6061 (assemblage soudé) | T4 ou T6 | La ZAT de soudure retombe aux propriétés du T4 de toute façon. Aucun avantage à spécifier T6 pour la zone de soudure. |
Le système de désignation de l'Aluminum Association utilise des préfixes (F, O, H, T, W) suivis de chiffres. Pour l'usinage CNC, vous traitez principalement F, O et la série T.
| Désignation | Procédé | Propriétés clés | Usage typique |
|---|---|---|---|
| F | Tel que fabriqué, aucun traitement thermique | Aucune propriété garantie. Peut varier dans la pièce. | Matière première pour retraitement thermique. Pas pour pièces finies. |
| O | Recuit (chauffé à ~415°C, refroidi lentement) | Résistance la plus faible, ductilité maximale. La traction chute de 50–60 % vs T6. | Formage profond, pliage. Puis retraitement thermique à l'état souhaité. |
| T3 | Mis en solution + écroui + vieilli naturellement | Résistance améliorée vs T4 grâce à l'écrouissage. Bonne résistance à la fatigue. | Peaux d'avion 2024-T3. Les trous de rivetage bénéficient de la résistance à l'écrouissage. |
| T4 | Mis en solution + vieilli naturellement (temp. ambiante, 96+ h) | Résistance partielle (~75–80 % du T6). Excellente résistance à la fatigue et ténacité à la rupture. | Pièces structurelles 2024-T4. Formable avant vieillissement complet. |
| T6 | Mis en solution + vieilli artificiellement (temp. élevée) | Résistance maximale (peak-aged). Contient une contrainte résiduelle de trempe. | Défaut pour la plupart des pièces CNC. 6061-T6, 7075-T6. |
| T651 | T6 + détendu par étirage (allongement permanent 1–3 %) | Mêmes propriétés mécaniques que T6. Contrainte résiduelle quasi nulle. | Tôle et barre plate pour usinage CNC. Empêche la déformation. |
| T73 | Mis en solution + survieilli (vieillissement en deux étapes) | 12 % de résistance en moins vs T6. Excellente résistance à la CSC. | Raccords aéronautiques et marins 7075-T73. Pas de risque de CSC. |
| T7351 | T73 + détendu par étirage | Identique au T73 mais avec faible contrainte résiduelle pour l'usinage. | Tôle 7075 pour pièces CNC marines/aéronautiques. |
| T8 | Mis en solution + écroui + vieilli artificiellement | Résistance supérieure au T6 pour certains alliages. Ductilité réduite. | 2024-T81, 2024-T86. Raccords aéronautiques haute résistance. |
| T9 | Mis en solution + vieilli artificiellement + écroui | Résistance supplémentaire par écrouissage après vieillissement. Rare en usinage. | Profilés nécessitant une haute résistance. Peu courant en tôle. |
C'est la section la plus importante de cette page. Si vous usinez de la tôle d'aluminium, vous devez comprendre pourquoi le T651 existe et quand le T6 causera des problèmes.
Quand l'aluminium est mis en solution et trempé (les premières étapes du T6), le refroidissement rapide fige des gradients thermiques. L'extérieur de la tôle refroidit et se contracte plus vite que l'intérieur. Cela crée des contraintes résiduelles — les couches internes sont en traction, les couches de surface en compression (ou inversement, selon la géométrie).
Tant que la tôle est intacte, ces forces s'équilibrent. La tôle paraît plane. Mais quand vous commencez à usiner — en retirant surtout de la matière d'un côté — vous rompez cet équilibre. Le matériau contraint restant tire la pièce hors de forme.
| Scénario | Résultat T6 | Résultat T651 |
|---|---|---|
| Tôle 200 mm, usiner une poche de 10 mm de profondeur sur une face | La tôle se voile vers le haut (convexe côté usiné). Déformation typique : 0,1–0,5 mm. | Reste plane. Déformation inférieure à 0,02 mm. |
| Tôle 50 mm, usiner des nervures minces (paroi 2 mm) | Les nervures fléchissent pendant l'usinage. Dispersion dimensionnelle entre les pièces. | Les nervures tiennent leur position. Dimensions constantes. |
| Tôle 100 mm, usiner des caractéristiques sur les deux faces (symétrique) | Moins de déformation que côté unique, mais toujours un peu de gauchissement. | Déformation négligeable. |
| Barre ronde, réduire le diamètre au tour | Généralement bon — enlèvement symétrique. | Aucun avantage pratique vs T6 pour la barre. |
| Tôle mince (3 mm), usiner à plat | Voilement significatif. Peut être irréparable. | Reste plane si le bridage est correct. |
Entre la trempe et le vieillissement, le procédé T651 applique aux tôles un étirage permanent contrôlé de 1–3 %. Cette déformation plastique dépasse la limite élastique et permet aux contraintes résiduelles de se redistribuer et de s'annuler partiellement. Le résultat est une tôle avec les mêmes propriétés mécaniques que le T6, mais avec des contraintes résiduelles réduites d'environ 80–90 %.
L'étirage est effectué par le laminage (Alcoa, Aleris, Southwest Aluminum, etc.) sur la tôle pleine taille avant qu'elle ne soit découpée. Vous ne pouvez pas convertir le T6 en T651 dans votre atelier — il faut le commander ainsi.
L'alliage d'aluminium le plus courant. La différence d'état est subtile sur la fiche technique mais significative sur la machine.
| Propriété | 6061-T6 | 6061-T651 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 310 MPa | 310 MPa (identique) |
| Limite élastique | 275 MPa | 275 MPa (identique) |
| Allongement | 12 % | 12 % (identique) |
| Dureté (HB) | 95 | 95 (identique) |
| Conductivité thermique | 167 W/mK | 167 W/mK (identique) |
| Contrainte résiduelle | Élevée (issue de la trempe) | Faible (étirée après trempe) |
| Déformation après usinage | Modérée à élevée | Minimale |
| Formes disponibles | Tôle, barre, tube, feuille, profilé | Tôle, barre plate, feuille épaisse |
| Coût (marché chinois) | Référence | +5–10 % |
Même histoire de propriétés mécaniques que le 6061 — identiques sur le papier. Mais le 7075 a un risque supplémentaire qui rend la sélection d'état encore plus critique.
| Propriété | 7075-T6 | 7075-T651 | 7075-T73 | 7075-T7351 |
|---|---|---|---|---|
| Résistance à la traction | 572 MPa | 572 MPa | 503 MPa | 503 MPa |
| Limite élastique | 503 MPa | 503 MPa | 434 MPa | 434 MPa |
| Allongement | 11 % | 11 % | 13 % | 13 % |
| Dureté (HB) | 150 | 150 | 135 | 135 |
| Contrainte résiduelle | Élevée | Faible | Faible | Faible |
| Résistance à la CSC | Médiocre | Médiocre | Excellente | Excellente |
| Déformation après usinage | Modérée | Minimale | Minimale | Minimale |
| Majoration de coût vs T6 | Référence | +5–10 % | +15–20 % | +20–25 % |
Le T73 est un procédé de survieillissement en deux étapes spécifiquement développé pour les alliages de la série 7xxx. La première étape de vieillissement est à une température plus basse que le T6, la seconde à une température plus élevée. Cela produit une structure de précipités plus grossière et plus uniformément distribuée, bien moins sensible à la fissuration sous contrainte par corrosion.
| Application | Environnement | Recommandation | Raison |
|---|---|---|---|
| Raccords structurels aéronefs | Altitude (condensation possible) | T73 ou T7351 | Standard de l'industrie pour les pièces structurelles en 7075. |
| Quincaillerie marine (supports, fixations) | Pulvérisation d'eau salée | T7351 | Immunité CSC + stabilité d'usinage. |
| Équipement extérieur (climat tropical) | Humidité élevée, 30–40°C | T73 | L'humidité seule suffit à déclencher la CSC du T6. |
| Équipement intérieur (climat contrôlé) | Sec, 20–25°C | T6 convient | Le risque de CSC est minimal en environnement sec. |
| Plaques d'outillage, montages (sans contrainte de service) | Tout | T6 convient | Sans contrainte de traction soutenue, la CSC ne s'amorcera pas. |
Le T73 coûte plus cher et donne moins de résistance. Pour le 7075, les chiffres sont :
Si votre conception peut tolérer la résistance inférieure (reconcevez avec des sections légèrement plus épaisses), le T73 est le choix le plus sûr. Si la pièce est non structurelle ou utilisée en intérieur, le T6 convient et est moins cher.
L'état O est l'état entièrement recuit. Le matériau est chauffé à ~410–430°C (selon l'alliage) et refroidi lentement. Cela dissout tous les précipités et produit l'état le plus tendre et le plus ductile.
| Situation | Approche | Détail |
|---|---|---|
| Besoin de plier ou former une tôle 6061 | Commencez par l'état O, formez, puis retraitez thermiquement | Le 6061-T6 a ~12 % d'allongement et se fissurera aux rayons de pliage serrés. L'état O donne ~25 % d'allongement. |
| Embossage profond de l'aluminium | L'état O est obligatoire | Vous ne pouvez pas embosser profondément le T6. Il se déchirera. |
| Fabrication complexe de tôle | Former à l'état O, puis traitement en solution + vieillissement vers T6 | Flux courant : flan état O → formage → traitement thermique T6 → usinage des caractéristiques finales. |
| Préparation soudage (préchauffage) | Pas nécessaire | L'état O n'aide pas au soudage. La ZAT de soudure surchauffera quel que soit l'état de départ. |
Après formage d'un matériau à l'état O, vous pouvez restaurer les pleines propriétés T6 par traitement en solution et vieillissement artificiel. Le procédé :
Si vous avez besoin du T651 après formage, spécifiez T351 comme état de départ au lieu de l'état O. Le T351 est T4 + détendu. Il est suffisamment formable pour des pliages modérés (pas aussi tendre que O) et peut être vieilli en T6 après formage.
Le T4 signifie que l'alliage a été mis en solution puis laissé à vieillir à température ambiante. Il atteint ~75–80 % de la résistance T6 après 4–5 jours et continue de se renforcer lentement pendant des mois.
| État | Procédé | Traction (MPa) | Élastique (MPa) | Différence clé |
|---|---|---|---|---|
| 2024-T3 | Solution + écroui (~2 %) + vieillissement naturel | 483 | 345 | Résistance supérieure grâce à l'écrouissage. Idéal pour les peaux d'avion avec trous de rivetage. |
| 2024-T4 | Solution + vieillissement naturel uniquement | 469 | 324 | Résistance légèrement inférieure, meilleure ductilité. Mieux pour les pièces usinées en masse. |
| 2024-T351 | T4 + détendu par étirage | 469 | 324 | Identique à T4 mais stable pour l'usinage de tôle. |
Le T4 est utilisé presque exclusivement avec les alliages de la série 2xxx (2024, 2014) pour les applications où la résistance à la fatigue et la ténacité à la rupture comptent plus que la résistance absolue. Le T6 donnerait une résistance statique plus élevée mais une performance en fatigue moindre. La microstructure vieillie naturellement a un précipité plus grossier qui résiste mieux à la propagation des fissures que les précipités fins du T6.
Si vous usinez des pièces en 2024, utilisez la tôle T351 pour les mêmes raisons de déformation que le 6061-T651.
Incluez toujours la désignation complète alliage-état. Le format correct est ALLIAGE-ÉTAT. Exemples :
| Matériau | Disponibilité | Délai | Fournisseurs courants |
|---|---|---|---|
| 6061-T6 | Article en stock partout | Même jour | Southwest Aluminum, Mingtai, Nanshan |
| 6061-T651 | Largement disponible | 1–3 jours | Southwest Aluminum, Alcoa China |
| 7075-T6 | Disponible | 3–7 jours | Southwest Aluminum, CNMC |
| 7075-T651 | Vérifiez le stock | 1–2 semaines | Southwest Aluminum, importation Alcoa/Constellium |
| 7075-T73 / T7351 | Souvent fabriqué à la commande | 3–6 semaines | Peut nécessiter importation. Anticipez. |
| 2024-T351 | Vérifiez le stock | 1–3 semaines | Southwest Aluminum, importation |
| 6061-O | Stock limité | 1–2 semaines | La plupart des laminages peuvent produire sur demande |
| Forme | Épaisseur courante | Largeur courante | Longueur courante |
|---|---|---|---|
| Tôle (T651) | 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 mm | 1000, 1220, 1500, 2000 mm | 2000, 2500, 3000 mm |
| Barre plate (T651) | 3, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25 mm | 50–300 mm | 2000, 3000 mm |
| Barre ronde (T6) | 5–200 mm dia. | — | 1000, 2000, 3000 mm |
| Feuille (T6, T4) | 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 mm | 1220, 1500 mm | 2440, 3000 mm |
| Matériau | Gamme de prix (CNY/kg) | Relativement au 6061-T6 |
|---|---|---|
| 6061-T6 | 22–28 | 1,0x (référence) |
| 6061-T651 | 24–32 | 1,05–1,10x |
| 6061-O | 24–30 | 1,05–1,10x |
| 7075-T6 | 45–70 | 1,8–2,5x |
| 7075-T651 | 50–80 | 2,0–2,8x |
| 7075-T7351 | 60–100 | 2,5–3,5x |
| 2024-T351 | 40–65 | 1,6–2,3x |
| Erreur | Ce qui arrive | Approche correcte |
|---|---|---|
| Commander une tôle T6, usiner des poches profondes sur une face | La tôle se voile. Le taux de rebut augmente. Les passes de nettoyage supplémentaires ajoutent du temps cycle. | Commandez toujours de la tôle T651. |
| Utiliser du 7075-T6 en extérieur sous charge | Fissuration sous contrainte par corrosion. Défaillance soudaine et catastrophique sans signe visible. | Spécifiez T73 ou T7351 pour toute application extérieure sous charge soutenue. |
| Écrire « 6061 » sur le plan sans état | Le fournisseur livre ce qu'il a. Peut être O, T4, T6, voire F. Les propriétés varient énormément. | Écrivez toujours « 6061-T651 » (ou l'état approprié) sur le plan. |
| Former une tôle T6 dans un pli serré | Fissuration au rayon de pliage. Matériau gaspillé. | Commencez par l'état O, formez, puis retraitez thermiquement en T6. |
| Spécifier T73 pour des pièces intérieures non structurelles | Payer 25 % de plus pour un matériau dont vous n'avez pas besoin. Délai plus long. | T73 uniquement lorsque la CSC est un risque réel (contrainte soutenue + humidité). Sinon utilisez T6. |
| Ne pas tenir compte du changement dimensionnel après retraitement thermique | Pièces finies hors tolérance après le cycle de traitement thermique. | Pré-usinez avant traitement thermique, finition par usinage après. Prévoyez un changement dimensionnel de 0,05–0,15 %. |
| Supposer que T6 et T651 ont des résistances différentes | Surpayer le T651 en pensant qu'il est « plus résistant », ou éviter le T651 en pensant qu'il est « moins résistant ». | Ils sont identiques en propriétés mécaniques. Le T651 a juste une contrainte résiduelle plus faible. |
| Importer du T7351 avec un délai de 2 semaines pour un travail urgent | Projet retardé. Aurait pu utiliser T6 pour une application intérieure. | Vérifiez si la CSC est réellement un risque. Sinon, utilisez T651 ou T6 et expédiez à temps. |
| Anodiser le 7075-T73 et s'attendre à une finition esthétique brillante | Le T73 a encore une teneur en cuivre — l'anodisation ressort sombre et inégale. | Utilisez du 6061-T6 si l'anodisation esthétique compte. Le 7075 est un alliage structurel, pas cosmétique. |
Pour une tôle ou une barre plate qui va être usinée, T651 est le meilleur choix. Il présente les mêmes propriétés mécaniques que T6, mais une déformation permanente de 1–3% due à l'étirage lors de la détente de contraintes laisse une contrainte résiduelle quasi nulle. Pour le 6061-T6, la résistance à la traction est de 310 MPa et la limite élastique de 275 MPa, identiques pour le 6061-T651, qui présente également le même 12% d'allongement et la même dureté de 95 HB. La majoration de matière est de +5–10% par rapport au 6061-T6. Pour une barre ronde, la différence n'a pas d'importance, parce que le tournage d'un diamètre enlève de la matière de façon symétrique.
Sur une tôle de 200 mm avec une poche de 10 mm de profondeur usinée sur une seule face, T6 se bombe vers le haut avec une déformation typique de 0.1–0.5 mm. Le même usinage en T651 reste plan, avec une déformation inférieure à 0.02 mm. Sur tôle de 50 mm avec des nervures minces de paroi 2 mm, les nervures en T6 fléchissent pendant l'usinage et les dimensions se dispersent d'une pièce à l'autre ; les nervures en T651 gardent leur position. C'est pourquoi la tôle et la barre plate pour l'usinage CNC sont normalement spécifiées en T651.
Spécifiez 7075-T73 dès que la pièce fonctionne dans un environnement humide ou marin, car elle offre une excellente résistance à la corrosion sous contrainte, sans risque de CSC. Si une pièce en 7075 subit une contrainte durable dans un environnement dépassant 50% d'humidité relative, n'utilisez pas de T6. Le prix est 12% de résistance en moins par rapport au T6 — la résistance à la traction passe de 572 MPa à 503 MPa et la limite élastique de 503 MPa à 434 MPa — car le T73 est survieilli en 2 étapes, et la majoration de matière est de +15–20%. Lorsque vous avez aussi besoin de faibles contraintes résiduelles pour l'usinage, le 7075-T7351 offre les mêmes propriétés que le T73 mais est détendu par étirage, à +20–25% au-dessus du T6. Le 7075-T6 ordinaire porte un 7075-T6 avertissement de CSC — dans un environnement corrosif, il peut rompre brutalement, ce qui est exactement le mode de rupture que le T73 supprime.
T4 est mis en solution et vieilli naturellement à température ambiante pendant 96+ heures, ce qui lui permet d'atteindre environ 75–80% de la résistance du T6 tout en conservant une excellente résistance à la fatigue et une bonne ténacité à la rupture. Pour le 2024-T4, la résistance à la traction est de 469 MPa et la limite élastique de 324 MPa, légèrement en dessous du 2024-T3 à 483 MPa de traction et 345 MPa de limite élastique, parce que le T3 tire une résistance supplémentaire de l'écrouissage. Utilisez le T4 pour les pièces structurelles qui doivent être formées avant le vieillissement complet, et le T3 pour les peaux d'avion où les trous de rivet bénéficient de la résistance de l'écrouissage.
Le premier chiffre après T décrit la façon dont le matériau a été amené à son état. T6 est mis en solution et vieilli artificiellement — résistance maximale, mais il conserve une contrainte résiduelle de trempe. T651 est du T6 plus une déformation permanente de 1–3% due à la détente de contraintes par étirage, ce qui explique que ce soit la version qui résiste à la déformation. T73 est le survieillissement en 2 étapes pour la résistance au CSC. L'état O est recuit vers 415°C avec un refroidissement lent, ce qui donne la résistance la plus faible et la ductilité la plus élevée — la traction chute de 50–60% par rapport au T6 — et c'est l'état à commander lorsque vous formerez la pièce et la traiterez à nouveau thermiquement plus tard.
Indiquez la désignation complète avec l'alliage, l'état et la forme de produit concernée, par exemple 6061-T651 tôle ou 7075-T7351 tôle. N'écrivez pas 6061-T6 pour une pièce qui sera usinée dans la tôle, car cela laisse le risque de déformation sur la table. Nommez l'état exact et, si la pièce sera usinée sur les deux faces ou possède des nervures minces, indiquez-le sur le plan pour que le fournisseur puisse choisir la bonne condition détendue. Si la pièce est retraitée thermiquement après la mise en forme, prévoyez une variation dimensionnelle de 0.05–0.15% — ébauchez avant le cycle de traitement thermique et finissez l'usinage après.