Aluminium 6061 - 3.3214 - EN AW-6061 - EN AW-AlMg1SiCu

Qu’est-ce que l’alliage aluminium 6061 ?

Très utilisé en aéronautique (outillages, supports, bâtis, pièces usinées, structures secondaires selon cahier des charges), l’alliage aluminium 6061 est apprécié pour son compromis entre résistance mécanique, masse, usinabilité et tenue à la corrosion.

Historiquement désigné sous le nom 61S dans les années 1930, cet alliage d’aluminium se retrouve aujourd’hui sous plusieurs identifiants selon les normes et les marchés. En Europe, on le rencontre notamment sous EN AW-6061, EN AW-AlMg1SiCu et le numéro de matériau 3.3211. Dans les systèmes nord-américains, il est référencé comme 6061 (Aluminum Association) et UNS A96061.

Famille métallurgique

Le 6061 est un alliage corroyé de la série 6000 (aluminium–magnésium–silicium). Cette famille regroupe des nuances réputées pour leur polyvalence en produits laminés et extrudés. Le 6061 est souvent choisi comme nuance “généraliste” lorsqu’on recherche un compromis solide entre mise en œuvre, usinabilité et performances mécaniques.

Rôle des éléments d’alliage et durcissement par précipitation

• Le magnésium (Mg) et le silicium (Si) présents dans sa composition (cf. tableau plus bas) forment des précipités Mg₂Si, exploités par le durcissement par vieillissement pour augmenter la résistance.
• Le cuivre (Cu) contribue à augmenter la résistance des alliages. En revanche, à teneur trop élevée, il peut pénaliser la tenue à la corrosion.
• Le chrome (Cr) contribue à limiter la recristallisation et à stabiliser la structure. Le titane (Ti) est souvent associé à l’affinage de grain.

Quelles propriétés mécaniques affiche le 6061 selon l’état et la forme ?

Tableau de comparaison — Tôles et plaques laminées (minima normatifs EN 485-2)

Ce tableau présente les minima normatifs à 20 °C (sauf pour la dureté). On observe une progression nette de Rp0,2 et Rm de O → T4 → T6, accompagnée d’une baisse de l’allongement à la rupture (A).

Tableau de comparaison — Barres extrudées (minima normatifs EN 755-2)

Le même constat s’applique : une hausse de Rp0,2 et de Rm de l’état O au T6, avec une diminution de l’allongement (A).

Comment le 6061 se comporte-t-il en corrosion ?

En présence de chlorures (atmosphère marine, projections salines, environnements industriels), des piqûres peuvent apparaître et amorcer des fissures de fatigue. Un risque de corrosion intergranulaire peut également exister, notamment dans les zones proches des cordons de soudure et selon certaines microstructures (par exemple dans des zones appauvries en précipités).

La sensibilité à la corrosion sous contrainte (SCC) est en revanche très faible, tout comme la corrosion générale.

Le 6061 est-il facile à souder ?

Sur du 6061 en état T6, les données issues d’études indiquent qu’un joint soudé peut perdre une part importante de la résistance du matériau de référence. La cause principale est l’adoucissement local de la zone affectée thermiquement (ZAT/HAZ), qui dégrade l’état de précipitation responsable du durcissement.

Un comparatif met en évidence l’influence du procédé, avec une résistance à la traction (Rm) sur le joint et une efficacité de joint calculée par rapport à une référence de 310 MPa :

Stratégies d’amélioration post-soudage

Une approche combinant un procédé de soudage de type CMT et un traitement post-soudage peut améliorer la dureté (+25,6 %), la résistance en traction (+3,8 %) et même l’allongement (+21,5 %) par rapport à un état “soudé seulement”.

Le 6061 se forme-t-il facilement ?

Pour les opérations de formage exigeantes, l’emboutissage profond est plutôt recommandé en 6061-O. L’objectif est de profiter d’un état plus ductile, avec un allongement plus élevé que dans les états durcis (cf. tableaux plus haut).

Pour du pliage ou du cambrage “modéré”, on privilégie généralement le 6061-T4/T451. À l’inverse, il est recommandé d’éviter les plis serrés en 6061-T6/T651, car cet état est moins tolérant aux déformations localisées.

La séquence la plus efficace pour concilier mise en forme et niveau de résistance est simple : former en O ou en T4, puis appliquer le traitement nécessaire pour viser un état T6.

Après un recuit (380–420 °C), un nouveau cycle de traitement thermique est nécessaire si l’on veut retrouver un état de type T6.