# Coefficients de dilatation thermique des matériaux CNC (CTE)

> CTE de 22 matériaux CNC en µm/m·°C avec la plage de température que couvre chaque valeur, plus des exemples chiffrés de ce que ces différences font aux ajustements et au contrôle.

https://www.sinbo-machining.com/fr/wiki/reference/thermal-expansion-coefficients/

---

## Sur cette page

- Coefficient de dilatation thermique (CTE) par matériau et plage de température
- Quand la différence devient une cote
- Comment utiliser ces nombres
- Questions fréquentes
- Normes et sources
- Pages associées
- Télécharger ce tableau

---

# Coefficients de dilatation thermique des matériaux CNC

CTE de 22 matériaux CNC en µm/m·°C avec la plage de température que couvre chaque valeur, plus des exemples chiffrés de ce que ces différences font aux ajustements et au contrôle.

## Coefficient de dilatation thermique (CTE) par matériau et plage de température

| Matériau (nuance) | CTE (µm/m·°C) | Plage de température | Signification technique | Source |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Aluminum 1060 (commercially pure) | 23.6 | 20–100 °C | Le CTE le plus élevé des métaux CNC courants ; les conceptions de barres bus et de dissipateurs doivent prévoir des jeux de dilatation | ASM Handbook Vol. 2 via matmake.com |
| Aluminum 6061-T6 | 23.6 | 20–100 °C | L'alliage d'aluminium le plus usiné ; le CTE est indépendant de l'état (O, T4, T6 et T651 tous 23.6) | ASM Handbook Vol. 2, 10th ed.; MIL-HDBK-5J |
| Aluminum 6061-T6 | 24.6 | 20–200 °C | La moyenne à température élevée monte de ~4% ; utilisez un CTE propre à la plage au-dessus de 150 °C | MIL-HDBK-5J; ASM Handbook Vol. 2 |
| Aluminum 7075-T6 | 23.6 | 20–100 °C | Nuance aérospatiale ; même CTE que 6061 malgré une limite élastique double — simplifie la conception d'outillages à alliages mixtes | matmake.com; arcuscnc.com |
| Copper C11000 (ETP) | 17.0 | 20–100 °C | Matériau de barres bus et de connecteurs ; l'écart de CTE avec l'aluminium (23.6) provoque la fatigue des assemblages en cosses bimétalliques | fabdigit.com (C11000-O properties) |
| Copper C11000 (ETP) | 17.0 | 20–300 °C | CTE moyen sur une plage large ; valeur de la fiche technique du fabricant | jtcopper.com C11000 datasheet |
| Brass C36000 (free-cutting) | 20.5 | 20–100 °C (approx.) | L'alliage de cuivre le plus usinable ; CTE entre le cuivre et l'aluminium — pertinent pour les inserts en laiton dans des carters en aluminium | mechcodex.com C36000 thermal table |
| Carbon steel AISI 1045 (annealed) | 11.6 | 0–100 °C | Acier de référence pour arbres et engrenages ; CTE environ la moitié de l'aluminium — les assemblages boulonnés alu-acier développent 0.12 mm d'écart par 100 mm à ΔT = 100 °C | theworldmaterial.com AISI 1045 physical properties |
| Carbon steel AISI 1045 (annealed) | 12.3 | 0–200 °C | Moyenne à température élevée ; monte avec la plage de température | theworldmaterial.com AISI 1045 |
| Alloy steel AISI 4140 (normalized) | 12.3 | 20–100 °C | Acier à haute résistance pour arbres et essieux ; CTE proche du 1045 — interchangeables dans les calculs de contraintes thermiques | ASM Handbook Vol. 1; metalzenith.com |
| Stainless steel 304/304L | 17.3 | 0–100 °C | L'acier inoxydable austénitique se dilate ~44% de plus que l'acier au carbone ; critique pour les assemblages tube-plaque support des échangeurs de chaleur | jnalloys.com CTE comparison table |
| Stainless steel 316/316L | 15.9 | 0–100 °C | CTE plus bas que le 304 malgré une structure austénitique similaire (ajout de molybdène) ; privilégié pour la conception de dilatation des tuyauteries marines | jnalloys.com CTE comparison table |
| Stainless steel 17-4PH (H900) | 10.8 | 0–100 °C | Acier PH martensitique ; le CTE le plus proche de l'acier au carbone parmi les nuances inoxydables — idéal pour les raccords aérospatiaux de précision s'accouplant à des structures en acier | xometry.com; alloy-materials.com (20–100 °C) |
| Titanium Ti-6Al-4V (Grade 5) | 8.6 | 20–100 °C | Le CTE le plus bas des métaux structuraux courants ; bien apparié au CFRP (0–2) dans les assemblages hybrides aérospatiaux | arcuscnc.com CTE comparison |
| Titanium Ti-6Al-4V (Grade 5) | 8.8 | 20–100 °C (approx.) | Valeur publiée alternative ; l'écart se situe dans l'incertitude de mesure (±2%) | mechcodex.com Ti-6Al-4V properties |
| Tool steel P20 (pre-hardened, 28–32 HRC) | 11.7 | 20–100 °C | Acier de cadre de moule ; le CTE doit correspondre aux aciers des inserts pour éviter la fissuration par contrainte thermique dans les moules d'injection lors des cycles thermiques | ASM Handbook Vol. 1; firstmold.com (P20 context) |
| Tool steel H13 (hot-work, 44–52 HRC) | 12.0 | 20–200 °C | Acier à matrices pour moulage sous pression et forge ; il travaille à 500–650 °C en température de surface, donc le CTE de plage élevée compte pour les ajustements des inserts de matrice | ASM Handbook Vol. 1; metalzenith.com |
| Delrin / POM (acetal homopolymer) | 110 | 23–60 °C | Environ 5× l'acier ; les ajustements serrés plastique-métal se desserrent quand la température monte — calez l'interférence à la température maximale de service | firstmold.com; DuPont Delrin 500P datasheet |
| Nylon 6/6 (unfilled, dry-as-molded) | 80 | 23–60 °C | L'absorption d'humidité ajoute une dilatation hygroscopique au terme thermique ; 50% HR augmente la variation dimensionnelle effective de ~0.2% | DuPont Zytel 101L datasheet; ASM Handbook Vol. 21 |
| PEEK (unfilled, e.g. Victrex 450G) | 47 | 23–100 °C | Le CTE le plus bas des plastiques techniques non renforcés ; s'approche de l'aluminium à température élevée — viable pour remplacer le métal dans des environnements à cycles thermiques | makerstage.com (citing Victrex); criterionprecision.com (45–55) |
| PEEK (30% glass-filled, GF30) | 27 | 23–100 °C | Le renfort verre réduit le CTE de ~43% ; choisi quand la stabilité dimensionnelle sous cycles thermiques est critique | makerstage.com PEEK grade comparison (Victrex) |
| ABS (general purpose, unfilled) | 90 | 23–60 °C | Le CTE élevé limite l'usage dans les assemblages de précision ; acceptable pour des boîtiers grand public avec un jeu généreux | firstmold.com; Cycolac/Terlux datasheets |

> **Comment lire ce tableau.** Là où deux sources divergent, les deux lignes sont listées (le Ti-6Al-4V apparaît à 8.6 et 8.8). Les plages de température sont citées telles que publiées et ne sont pas normalisées sur une seule bande — utilisez toujours la ligne de CTE dont la plage couvre votre intervalle de température réel.

## Quand la différence devient une cote

Cinq calculs tirés de la pratique, chacun avec ΔL = α × L × ΔT et des valeurs prises dans le tableau ci-dessus. Voilà pourquoi deux matériaux de CTE différents ne peuvent pas être traités comme interchangeables dans un assemblage de précision.

| Cas | Calcul | Résultat | Réponse de conception |
| --- | --- | --- | --- |
| Carter en 6061-T6 (CTE 23.6) boulonné sur une base en acier 1045 (CTE 11.6), entraxe de boulons de 200 mm, ΔT = 50 °C | ΔL(Al) = 23.6 × 10⁻⁶ × 200 × 50; ΔL(steel) = 11.6 × 10⁻⁶ × 200 × 50 | 0.236 mm vs 0.116 mm — 0.120 mm differential | Avec seulement 0.1 mm de jeu de boulon, l'assemblage se bloque à ΔT = 50 °C. Utilisez des trous oblongs, un jeu ≥ 0.3 mm ou des rondelles élastiques ; pour les outillages de précision, réalisez alu-sur-alu ou acier-sur-acier. |
| Structure en acier (CTE 12.0) boulonnée directement sur un panneau CFRP (CTE ~1.0 dans le sens des fibres), portée de 300 mm, ΔT = 80 °C | (12.0 − 1.0) × 10⁻⁶ × 300 × 80 | 0.264 mm relative slip per cycle | Un insert en Ti-6Al-4V (CTE 8.6) ramène l'écart à 7.6 µm/m·°C des deux côtés et réduit le mouvement différentiel de ~30% — la raison pour laquelle les raccords en titane dominent les conceptions aérospatiales à assemblages composites. |
| Bague en Delrin (CTE 110) emmanchée à force dans un carter en acier (CTE 11.6) : Ø extérieur 25 mm, interférence de 0.05 mm à 20 °C, service à 80 °C | ΔL(POM) = 110 × 10⁻⁶ × 25 × 60; ΔL(steel) = 11.6 × 10⁻⁶ × 25 × 60 | 0.165 mm vs 0.017 mm — 0.148 mm of interference lost (−0.098 mm, i.e. clearance) | L'ajustement serré devient un ajustement glissant à 80 °C. Calculez l'interférence à la température maximale de service, retenez le POM mécaniquement (anneaux élastiques, moletage) ou passez au PEEK (CTE 47) ou au PEEK chargé verre (CTE 27). |
| Une pièce en 6061 de 500 mm usinée à 30 °C de température d'atelier, contrôlée à 20 °C (température de référence ISO 1) | 23.6 × 10⁻⁶ × 500 × 10 | 0.118 mm — reads 500.000 mm at 30 °C, 499.882 mm at 20 °C | Pour du ±0.05 mm, cette erreur vaut 2.4× la bande de tolérance : stabilisez les pièces à 20 °C ± 1 °C avant le contrôle final, ou appliquez une compensation en cours d'usinage. |
| Cadre de moule P20 (CTE 11.7) portant un insert de noyau H13 (CTE 12.0), diamètre d'insert 100 mm, ΔT = 60 °C, jeu conçu de 0.02 mm | 12.0 × 10⁻⁶ × 100 × 60; 11.7 × 10⁻⁶ × 100 × 60 | 0.072 mm vs 0.070 mm — clearance grows only 0.002 mm | P20 avec H13 est thermocompatible (écart de 0.3 µm/m·°C). Un insert en cupro-beryllium (CTE 16.6) contre du P20 perd 0.029 mm de jeu au même ΔT — concevez les inserts BeCu avec une marge de croissance. |

## Comment utiliser ces nombres

- Le CTE ici est en µm/(m·°C), soit 10⁻⁶/K ou ppm/°C. Choisissez la ligne dont la plage de température correspond à l'application — le même alliage publie des moyennes différentes sur des intervalles différents (6061 : 23.6 sur 20–100 °C, 24.6 sur 20–200 °C).
- Le traitement thermique ne change pas le CTE de l'aluminium : le 6061 lit 23.6 µm/m·°C dans tous les états (O, T4, T6, T651). Seule la plage de température déplace la valeur effective.
- Là où les sources divergent, les deux valeurs sont conservées : le Ti-6Al-4V apparaît à 8.6 et 8.8 µm/m·°C, une dispersion dans l'incertitude de mesure typique (±2%). Pour l'acier inoxydable 304 nous utilisons 17.3 — une table de calculatrice affiche 10.8, qui est la valeur du 17-4PH et une erreur de saisie.
- Le CTE des plastiques dépend fortement du chargement, de la cristallinité et de l'humidité. La ligne du Nylon 6/6 est à l'état sec de moulage (80) ; à l'équilibre de 50% HR la variation dimensionnelle effective monte de ~0.2% en plus du terme thermique.
- Le piège du contrôle : les pièces grandissent avec la chaleur de coupe et rétrécissent sur la MMT. Une pièce en 6061 de 300 mm coupée à 40 °C rétrécit de 0.14 mm quand elle atteint 20 °C — mesurez après une stabilisation thermique, ou budgétez le décalage dans la tolérance.

## Questions fréquentes

### De combien s'allonge une barre d'aluminium 6061 de 200 mm de 20 °C à 60 °C ?

Environ 0.19 mm. ΔL = 23.6 × 10⁻⁶ × 200 × 40 = 0.189 mm.

### Pourquoi mes pièces en aluminium mesurent-elles trop petites après usinage CNC ?

Contraction thermique due à la chaleur de coupe. Une pièce en 6061 de 300 mm coupée à 40 °C rétrécit de 0.14 mm à 20 °C (23.6 × 10⁻⁶ × 300 × 20). Stabilisez la pièce à 20 °C avant la mesure finale.

### Quelle est la différence de CTE entre l'aluminium et l'acier inoxydable 304 ?

6.3 µm/m·°C (23.6 vs 17.3). Sur 100 mm à ΔT = 50 °C, cela fait 0.032 mm de mouvement différentiel.

### Puis-je emmancher à force une bague en Delrin dans un carter en acier pour une application à 80 °C ?

Pas avec la seule interférence. Le CTE du POM (110) est 9.5× celui de l'acier (11.6) : une interférence de 0.05 mm à 20 °C sur un diamètre de 25 mm devient du jeu vers 50 °C. Utilisez une retenue mécanique, ou passez au PEEK chargé verre (CTE 27).

### Quel métal a la plus faible dilatation thermique pour des outillages de précision ?

Le titane Ti-6Al-4V à 8.6 µm/m·°C — plus bas que tout acier courant (11.6–12.3) et moins de la moitié de l'aluminium (23.6). Pour une structure à très faible dilatation, l'Invar (FeNi36) à 1.2 µm/m·°C est l'option extrême mais coûte 10–20× plus cher.

### De combien s'allonge une poutre en acier de 1 mètre avec une élévation de 40 °C ?

Environ 0.46 mm pour l'acier au carbone 1045 (11.6 × 10⁻⁶ × 1000 × 40 = 0.464 mm). Pour l'acier inoxydable 304, 0.69 mm — la raison pour laquelle les structures longues ont besoin de joints de dilatation.

### Le traitement thermique (T6 vs T4) change-t-il le CTE de l'aluminium 6061 ?

Non. Le CTE est de 23.6 µm/m·°C dans tous les états (O, T4, T6, T651). Il est fixé par le réseau de l'aluminium, pas par la population de précipités ; seule la plage de température change la valeur effective.

### Quel CTE utiliser pour le PEEK dans un dispositif médical à température corporelle ?

Utilisez 47 µm/m·°C (non chargé, plage 23–100 °C). À ΔT = 17 °C (20 → 37 °C), un composant de 50 mm ne grossit que de 0.040 mm — dans une tolérance d'usinage typique de ±0.025 mm s'il est mesuré à 20 °C.

## Normes et sources

- ASM Handbook Vol. 2, 10e éd. (1990) — valeurs de CTE des alliages d'aluminium et indépendance vis-à-vis de l'état
- MIL-HDBK-5J (U.S. DoD, 2003) — CTE en fonction de la température pour 6061 (20–100/200/300/400 °C)
- ASM Handbook Vol. 1 — AISI 4140 = 12.3 ; P20 = 11.7 ; H13 = 12.0 µm/m·°C
- Fiches techniques DuPont Delrin 500P et Zytel 101L — POM 110 µm/m·°C (23–60 °C), Nylon 6/6 80 µm/m·°C (sec à la sortie du moule)
- Données PEEK Victrex via makerstage.com — non chargé 47, GF30 27 µm/m·°C ; criterionprecision.com donne 45–55
- Comparaison de CTE jnalloys.com — 304/304L = 17.3, 316/316L = 15.9 µm/m·K (0–100 °C)
- xometry.com et alloy-materials.com — 17-4PH = 10.8 µm/m·°C (20–100 °C)
- arcuscnc.com — Ti-6Al-4V = 8.6 ; matmake.com (données ASM) — tableau des alliages d'aluminium ; mechcodex.com — C36000 = 20.5, Ti-6Al-4V = 8.8
- theworldmaterial.com — AISI 1045 = 11.6 (0–100 °C) et 12.3 (0–200 °C) ; fabdigit.com — C11000 = 17 (20–100 °C) ; jtcopper.com — C11000 = 17.0 (20–300 °C)
- Là où les sources se contredisent, les deux lignes sont listées et la divergence est documentée dans les notes d'utilisation

## Pages associées

- [/fr/wiki/reference/material-density/](/fr/wiki/reference/material-density/) — Sibling quick table: density of the same materials for weight and cost
- [/fr/wiki/reference/standard-tolerances/](/fr/wiki/reference/standard-tolerances/) — General tolerances and IT grades — the band your CTE shift is compared against
- [/fr/wiki/materials/aluminum/](/fr/wiki/materials/aluminum/) — Aluminum alloys for CNC machining in detail
- [/fr/wiki/tooling/titanium-machining-guide/](/fr/wiki/tooling/titanium-machining-guide/) — Titanium machining: why its low CTE and low conductivity both shape the process

## Télécharger ce tableau

- CSV — /fr/wiki/reference/download?slug=thermal-expansion-coefficients&format=csv&lang=fr
- JSON — /fr/wiki/reference/download?slug=thermal-expansion-coefficients&format=json&lang=fr
- Markdown — /fr/wiki/reference/thermal-expansion-coefficients/index.md