L’aluminium 7075 (EN AW-7075) compte parmi les alliages d’aluminium les plus résistants du marché. Allié principalement au zinc, au magnésium et au cuivre, puis traité thermiquement à l’état T6, il atteint une résistance à la traction supérieure à 500 MPa, comparable à celle de nombreux aciers pour environ un tiers du poids. C’est pourquoi il s’impose dans l’aéronautique, le sport automobile et l’outillage de précision, où la résistance et la légèreté comptent autant l’une que l’autre.
Ce guide présente la composition chimique, les équivalences internationales et les propriétés physiques et mécaniques de l’EN AW-7075, explique comment l’usiner, le former, l’assembler et le traiter en surface, et le compare aux alliages 6061, 5052 et 2017.
Qu’est-ce que l’aluminium 7075 ?
L’EN AW-7075 est un alliage d’aluminium corroyé de la série 7000, dont le zinc est le principal élément d’alliage. Il est trempant : la mise en solution, la trempe et le vieillissement artificiel forment de fins précipités de MgZn₂ qui confèrent à l’alliage une résistance extrêmement élevée. Sa désignation chimique est EN AW-AlZn5.5MgCu ; il est également connu sous les noms de « super duralumin » ou « Zicral ».
Le 7075 offre un rapport résistance/poids exceptionnel, une haute résistance à la fatigue et une très bonne usinabilité. En contrepartie, sa résistance à la corrosion et sa soudabilité sont inférieures à celles des alliages des séries 5000 et 6000.
Composition chimique de l’EN AW-7075
Le zinc et le magnésium forment les précipités durcissants, le cuivre augmente encore la résistance et le chrome améliore la tenue à la corrosion sous contrainte (selon EN 573-3) :
| Élément | Teneur (%) |
|---|---|
| Zinc (Zn) | 5,1–6,1 |
| Magnésium (Mg) | 2,1–2,9 |
| Cuivre (Cu) | 1,2–2,0 |
| Chrome (Cr) | 0,18–0,28 |
| Fer (Fe) | Max. 0,50 |
| Silicium (Si) | Max. 0,40 |
| Manganèse (Mn) | Max. 0,30 |
| Titane (Ti) | Max. 0,20 |
| Aluminium (Al) | Reste |
Équivalences de l’aluminium 7075
Le 7075 est normalisé dans le monde entier sous différentes désignations. La composition chimique est équivalente ; les plages admissibles peuvent légèrement varier d’une norme à l’autre :
| Norme | Désignation |
|---|---|
| EN (Europe) | EN AW-7075, EN AW-AlZn5.5MgCu |
| Numéro de matériau (DIN) | 3.4365 (AlZnMgCu1.5) |
| AA / ASTM (États-Unis) | 7075 |
| UNS | A97075 |
| JIS (Japon) | A7075 |
| GB (Chine) | 7075 |
Propriétés physiques de l’EN AW-7075
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | Env. 2,81 g/cm³ |
| Intervalle de fusion | Env. 477–635 °C |
| Conductivité thermique (T6) | Env. 130 W/m·K |
| Conductivité électrique (T6) | Env. 33 % IACS (env. 19–20 MS/m) |
| Coefficient de dilatation thermique | Env. 23,6 × 10⁻⁶ /K (20–100 °C) |
| Module d’Young | Env. 71–72 GPa |
| Module de cisaillement | Env. 26–27 GPa |
| Coefficient de Poisson | Env. 0,33 |
Propriétés mécaniques : T6, T651 et T73
Les propriétés mécaniques du 7075 dépendent de l’état métallurgique :
- T6 : mis en solution et vieilli artificiellement pour obtenir la résistance maximale.
- T651 : T6 avec détensionnement par traction contrôlée. Les plaques T651 se déforment moins à l’usinage et constituent la référence pour les pièces de précision.
- T73 : survieilli pour une bien meilleure tenue à la corrosion sous contrainte, au prix d’une résistance inférieure d’environ 10–15 %.
| Propriété (valeurs typiques) | T6 / T651 | T73 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Env. 510–580 MPa | Env. 470–510 MPa |
| Limite d’élasticité (Rp0,2) | Env. 430–500 MPa | Env. 390–440 MPa |
| Allongement à la rupture | Env. 5–12 % | Env. 9–13 % |
| Dureté Brinell | Env. 150–160 HBW | Env. 130–140 HBW |
Les valeurs minimales dépendent de la forme du produit et de son épaisseur ; elles sont définies dans les normes de produit correspondantes, par exemple EN 485-2 pour les tôles et plaques.
Avantages et inconvénients de l’aluminium 7075
- Rapport résistance/poids exceptionnel, le plus élevé parmi les alliages d’aluminium courants.
- Haute résistance à la fatigue.
- Très bonne usinabilité aux états T6 et T651.
- Bonne stabilité dimensionnelle des plaques détensionnées T651.
- Convient à l’anodisation et à l’anodisation dure.
Les inconvénients :
- Résistance à la corrosion seulement moyenne ; sensibilité à la corrosion sous contrainte à l’état T6.
- Mauvaise soudabilité par les procédés de soudage par fusion conventionnels.
- Faible formabilité à l’état T6.
- Prix plus élevé que les alliages des séries 5000 et 6000.
Usinage, formage, assemblage et finition du 7075
Usinabilité
Le 7075 s’usine très bien aux états T6 et T651. Sa dureté élevée produit des copeaux courts qui se fragmentent bien, des arêtes nettes et de très bons états de surface, meilleurs que ceux des alliages plus tendres comme le 5052, qui ont tendance à empâter. Des outils en carbure bien affûtés, des vitesses de coupe élevées et une bonne évacuation des copeaux donnent les meilleurs résultats. Pour les pièces nécessitant un fort enlèvement de matière, utilisez des plaques détensionnées T651 afin de limiter les déformations.
Formabilité
À l’état T6, le 7075 ne peut être plié qu’avec de grands rayons. Les formes complexes sont réalisées à l’état recuit (O) ou fraîchement trempé (W), ou par formage à tiède, puis la pièce est traitée thermiquement jusqu’à l’état final.
Soudage et assemblage
Le soudage par fusion, comme le TIG ou le MIG, est déconseillé : le 7075 est sujet à la fissuration à chaud et la zone affectée thermiquement perd une grande partie de sa résistance. Le soudage par friction-malaxage (FSW) permet d’assembler le 7075 avec de bons résultats. En pratique, les pièces en 7075 sont généralement assemblées mécaniquement par vis, boulons ou rivets, ou collées avec des adhésifs structuraux.
Forgeage
Le 7075 se prête très bien au forgeage, généralement à env. 370–430 °C. Les pièces forgées présentent une structure à grain affiné, avec une résistance, une tenue à la fatigue et une ténacité élevées.
Traitement de surface
Le 7075 s’anodise facilement pour améliorer sa résistance à la corrosion et à l’usure. En raison de ses teneurs élevées en zinc et en cuivre, les couches anodiques transparentes peuvent présenter une légère teinte jaunâtre ou grise. L’anodisation dure crée des surfaces très résistantes à l’usure, tandis qu’une peinture ou un revêtement par poudre offre une protection supplémentaire en extérieur. Pour en savoir plus, consultez notre guide sur le traitement de surface des métaux.
Applications de l’aluminium 7075
- Structures aéronautiques telles que cadres, nervures et éléments de voilure.
- Pièces pour le sport automobile et les véhicules haute performance.
- Composants de vélo, matériel d’escalade et articles de sport.
- Moules pour prototypes et petites séries en moulage par injection.
- Gabarits, montages et composants de machines fortement sollicités.
- Équipements de défense et robotique.
7075 vs 6061 vs 5052 vs 2017
Le 7075 est le plus résistant des alliages d’aluminium courants, mais pas toujours le meilleur choix. Cette comparaison s’appuie sur les valeurs de référence meviy pour les matériaux usinés CNC :
| Propriété | EN AW-7075 | EN AW-6061 | EN AW-5052 | EN AW-2017 |
|---|---|---|---|---|
| Type d’alliage | Al-Zn-Mg-Cu, trempant | Al-Mg-Si, trempant | Al-Mg, non trempant | Al-Cu, trempant |
| Résistance à la traction | 510–580 MPa | 260–310 MPa | 210–265 MPa | 390–500 MPa |
| Limite d’élasticité | 430–500 MPa | 240–270 MPa | 125–190 MPa | 250–350 MPa |
| Masse volumique | 2,80 g/cm³ | 2,70 g/cm³ | 2,68 g/cm³ | 2,79 g/cm³ |
| Résistance à la corrosion | Moyenne | Bonne | Excellente | Faible |
| Soudabilité | Mauvaise | Bonne | Excellente | Mauvaise |
| Usinabilité | Très bonne | Bonne | Passable (empâtement) | Très bonne |
| Prix | Élevé | Moyen | Bas | Moyen à élevé |
| Applications typiques | Aéronautique, sport automobile, moules, pièces fortement sollicitées | Pièces de structure, châssis, construction mécanique générale | Pièces en tôle, boîtiers, réservoirs, applications marines | Pièces usinées, éléments de fixation, rivets |
- Choisissez le 7075 lorsque la résistance maximale pour un faible poids est indispensable et que la pièce est assemblée mécaniquement.
- Choisissez le 6061 comme alliage polyvalent, offrant une bonne résistance mécanique, une bonne tenue à la corrosion et une bonne soudabilité.
- Choisissez le 5052 pour des pièces résistantes à la corrosion, formables et soudables, notamment en tôle.
- Choisissez le 2017 pour des pièces résistantes et faciles à usiner en environnement sec, lorsque la corrosion n’est pas un enjeu.
Pièces usinées en aluminium 7075 avec meviy
meviy, la plateforme de fabrication à la demande de MISUMI, produit des pièces conçues sur mesure directement à partir de vos données CAO 3D, et non des pièces catalogue ou standard. L’EN AW-7075 équiv. (A7075, T6/T651) est disponible en fraisage CNC et en tournage CNC, aux côtés des équivalents EN AW-6061, 5052 et 2017.
- Les finitions disponibles pour le 7075 comprennent l’anodisation (transparente, noire et colorée), l’anodisation dure, le nickelage chimique et la chromatation ; la disponibilité dépend de l’option de livraison.
- Les tolérances, filetages et ajustements se définissent directement dans la visionneuse 3D, sans plan 2D.
- Prix et délai instantanés : comparez le 7075 au 6061 ou au 2017 en quelques secondes.
Pour d’autres matériaux non ferreux, consultez notre guide sur les alliages de cuivre. Découvrez aussi l’usinage CNC avec meviy.
Questions fréquentes sur l’aluminium 7075
À quoi sert l’aluminium 7075 ?
L’aluminium 7075 est utilisé lorsque la résistance élevée et la légèreté sont toutes deux déterminantes : structures aéronautiques, pièces de sport automobile, vélos et équipements sportifs, moules, gabarits, montages et composants de machines fortement sollicités.
Le 7075 est-il plus résistant que le 6061 ?
Oui. Le 7075-T6 atteint une résistance à la traction d’environ 510–580 MPa, soit à peu près le double de celle du 6061-T6, d’environ 260–310 MPa. Le 6061 offre toutefois une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure soudabilité, pour un prix inférieur.
L’aluminium 7075 est-il soudable ?
Le soudage par fusion conventionnel (TIG, MIG) est déconseillé, car le 7075 est sujet à la fissuration à chaud et perd de sa résistance dans la zone affectée thermiquement. Le soudage par friction-malaxage donne de bons résultats ; sinon, privilégiez les vis, les rivets ou les adhésifs structuraux.
Quelle est la différence entre le 7075-T6 et le 7075-T651 ?
Les deux présentent la même résistance. Le T651 est en plus détensionné par traction contrôlée, de sorte que les plaques se déforment beaucoup moins à l’usinage. Pour les pièces CNC de précision, le T651 est l’état à privilégier.
Quel est l’équivalent de l’EN AW-7075 ?
L’EN AW-7075 correspond au numéro de matériau 3.4365 (AlZnMgCu1.5), à l’AA 7075 aux États-Unis, à l’UNS A97075, au JIS A7075 au Japon et au 7075 en Chine (GB).
Conclusion
L’aluminium 7075 (EN AW-7075) est l’un des alliages d’aluminium les plus résistants, avec une résistance à la traction supérieure à 500 MPa à l’état T6 et une très bonne usinabilité. C’est le matériau de référence pour les pièces légères et fortement sollicitées dans l’aéronautique, le sport automobile et l’outillage. Ses points faibles (résistance à la corrosion moyenne, mauvaise soudabilité et prix plus élevé) font que le 6061, le 5052 ou le 2017 sont souvent un meilleur choix lorsque la résistance maximale n’est pas requise.