Aluminium 2017 - AlCu4MgSi - AL4

Alliage d’aluminium 2017 : variantes AA 2017 et EN AW‑2017A

L’alliage d’aluminium 2017 fait partie de la famille des aluminium corroyés, qui durcissent par précipitation. Deux variantes principales de cet alliage sont à distinguer :

• AA 2017 – désignation américaine (Aluminum Association), également notée UNS A92017.
• EN AW‑2017A – désignation européenne normalisée (EN 573‑3), aussi appelée AlCu4MgSi(A), correspondante à l’appellation allemande Werkstoff 3.1325.

Bien que très proches et souvent réputées équivalentes, ces nuances diffèrent légèrement au niveau de leur composition chimique, ce qui conditionne les normes applicables.

2017 et 2017A, des compositions chimiques quasi équivalentes

Le 2017 et le 2017A ont une base chimique similaire (alliage aluminium‑cuivre avec magnésium, manganèse et silicium). Les différences notables sont :

• Magnésium (Mg) – le 2017A admet jusqu’à 1,0 % Mg, contre 0,8 % max pour le 2017. Le magnésium contribue à la formation de précipités durcissants. Cette marge pourrait conduire à une résistance mécanique légèrement plus élevée à son maximum autorisé.
• Titane et zirconium (Ti, Zr) – le 2017 limite le titane à 0,15 % sans mention de zirconium (généralement absent ou traité comme impureté). Le 2017A autorise un total combiné Ti+Zr jusqu’à 0,25 %. En pratique, cela signifie que le 2017A peut contenir de légères additions de titane et/ou zirconium, améliorant la structure métallurgique (grain plus fin) dans certains produits.

Le 2017 et le 2017A possèdent donc une composition nominale équivalente et les écarts de formulation (marge de Mg, autorisation de Zr) sont mineurs.

Propriétés physiques du 2017A : ses forces et faiblesses

Comme la plupart des alliages d’aluminium à haute résistance, le 2017A possède une densité relativement faible, autour de 2,80 g/cm³ (environ un tiers de celle de l’acier). Cette faible masse volumique, associée à une résistance d’environ 400 MPa (UTS, état T451), en fait un alliage apprécié pour alléger les structures.

Il présente également une conductivité thermique modérée d’environ 140 W/m·K à température ambiante, sensiblement inférieure à celle de l’aluminium pur (≈ 237 W/m·K). Sa conductivité électrique est réduite, autour de 34 % IACS, en raison des précipités et éléments d’alliage qui freinent le flux thermique et électrique.

Sa résistance à la corrosion est jugée moyenne à médiocre pour un aluminium : la présence d’environ 4 % de cuivre engendre des micro-piles galvaniques qui accélèrent la corrosion en milieu humide ou salin. Une protection de surface (anodisation ou revêtement) est donc nécessaire dans ces environnements.

L’anodisation de protection reste possible mais l’anodisation décorative donne des résultats peu satisfaisants (teinte non homogène, aspect bruni).

Enfin, si les alliages de la série 2000 conservent mieux leur résistance mécanique jusqu’à 150 °C que ceux de la série 7000, au-delà le durcissement se dégrade rapidement. Le point de fusion du 2017A se situe entre 513 °C et 641 °C.

Traitements thermiques applicables

L’alliage 2017(A) peut être traité thermiquement et fait partie des aluminium à durcissement structural (trempe + vieillissement). Les deux variantes affichent des résistances mécaniques comparables pour un même traitement, les différences restent dans la marge de variabilité. Pour une comparaison détaillée, voir l’infographie côte à côte publiée par le MIF (lien en anglais).

Les traitements thermiques les plus courants se résument à :

1. État recuit (O) – l’alliage 2017 y est relativement tendre avec une bonne ductilité. Cet état facilite les opérations de formage ou d’emboutissage, au prix d’une résistance mécanique très basse.
2. Trempe suivie d’un vieillissement naturel (T4) – il atteint son état T4 stable (appelé aussi AU4G vieilli naturel) en quelques jours seulement. Il développe alors une résistance élevée tout en conservant une ductilité modérée.
3. T3 – une trempe suivie d’une déformation plastique à froid (écrouissage) avant le vieillissement naturel. Cela augmente légèrement la limite d’élasticité.
4. Vieillissement artificiel (T6) – moins courant pour le 2017 que pour d’autres alliages comme le 2014 ou le 2024, cet état permet d’atteindre la résistance maximale de l’alliage au prix d’une ductilité plus faible.

En résumé, l’alliage 2017A à l’état T4 (le plus utilisé) offre un excellent compromis résistance/ductilité, tandis qu’à l’état T6 il maximise la résistance mécanique (adapté à des pièces fortement sollicitées) au détriment de sa ténacité.

Le 2017 en pratique : usinabilité, mise en forme et soudabilité

L’alliage 2017, réputé pour ses bonnes qualités d’usinage, peut être formé selon son état métallurgique, mais présente des difficultés de soudage. La variante 2017A se comporte pratiquement de la même manière.

Usinabilité

L’alliage 2017 offre une très bonne usinabilité, surtout aux états T4 et T6 où la matière est plus dure et casse bien les copeaux. Sa cote de machinabilité atteint 90% à l’état T4 (60 % à l’état O), en prenant l’alliage 2011 à 100 % comme référence. Il se révèle donc plus facile à usiner que la plupart des aluminiums courants.

Mise en forme

La mise en forme dépend fortement de l’état métallurgique :

• À l’état recuit (O), la ductilité est bonne et permet le pliage ainsi que l’emboutissage.
• Aux états T4 ou T6, le matériau est dur ; il se prête mal aux grandes déformations sans fissuration. Il est préférable de former les pièces juste après la trempe (état W) avant le durcissement complet si de fortes mises en forme sont nécessaires.
• Les alliages de la série 2000 sont déconseillés pour les usages cryogéniques ; ils perdent en ténacité à froid.

Soudabilité

La soudabilité de l’alliage 2017/2017A est considérée comme délicate, la forte teneur en cuivre favorisant la formation de phases fusibles responsables de :

• fissurations à chaud lors du soudage par fusion (TIG, MIG),
• perte du durcissement par précipitation dans la zone fondue,
• diminution de la résistance à la corrosion.

Le soudage par fusion est déconseillé. Seul le soudage par résistance (point, aboutage) est recommandé ; la soudure par points électriques fonctionne relativement bien, le temps de fusion étant bref et très localisé.