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Densité de l'aluminium

Ce tableau fournit des données de densité pour les matériaux d'alliage d'aluminium courants, y compris des conversions pour des unités telles que g/cm³, kg/cm³, lb/in³ et kg/m³, facilitant les calculs d'ingénierie et la référence pour la sélection des matériaux.

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Tableau de référence de densité des alliages d'aluminium
AlliageAllemagne (DIN)États-Unis (AA)Royaume-Uni (BS)ENISODensité (g/cm³)Densité (g/mm³)Densité (kg/cm³)Densité (kg/mm³)Densité (kg/m³)Densité (t/m³)Densité (lb/in³)Densité (lb/ft³)
1050Al99.510501BEN AW-1050ISO Al 99.52.7100.0027100.0027100.00000271027052.7100.0977168.87
1060Al99.610601AEN AW-1060ISO Al 99.62.7100.0027100.0027100.00000271027052.7100.0977168.87
1100Al99.0Cu11001CEN AW-1100ISO Al 99.0Cu2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
1145Al99.45Cu1145-EN AW-1145ISO Al 99.452.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
1175-1175---2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
1200-1200-EN AW-1200ISO Al 99.02.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
1230-1230---2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
1235-1235-EN AW-1235-2.7100.0027100.0027100.00000271027052.7100.0977168.87
1345-1345---2.7100.0027100.0027100.00000271027052.7100.0977168.87
1350-1350-EN AW-1350ISO Al 99.5E2.7100.0027100.0027100.00000271027052.7100.0977168.87
2011AlCuBiPb2011FC1EN AW-2011ISO Al-Cu6BiPb2.8300.0028300.0028300.00000283028302.8300.1022176.67
2014AlCu4SiMg2014H15EN AW-2014ISO Al-Cu4SiMg2.8000.0028000.0028000.00000280028002.8000.1012174.80
2017AlCu4MgSi2017H14EN AW-2017ISO Al-Cu4MgSi2.7900.0027900.0027900.00000279027902.7900.1008174.17
2018AlCu2Mg1.5Ni2018--ISO Al-Cu2Mg1.5Ni2.8200.0028200.0028200.00000282028202.8200.1019176.05
2024AlCu4Mg12024L97/L98EN AW-2024ISO Al-Cu4Mg12.7800.0027800.0027800.00000278027802.7800.1004173.55
2025-2025---2.8100.0028100.0028100.00000281028102.8100.1015175.42
2036-2036---2.7500.0027500.0027500.00000275027502.7500.0994171.68
2117-2117---2.7500.0027500.0027500.00000275027502.7500.0994171.68
2124-2124---2.7800.0027800.0027800.00000278027802.7800.1004173.55
2218-2218---2.8100.0028100.0028100.00000281028102.8100.1015175.42
2219AlCu6Mn2219-EN AW-2219ISO Al-Cu6Mn2.8400.0028400.0028400.00000284028402.8400.1026177.30
2618AlCu2Mg1.5Ni2618-EN AW-2618ISO Al-Cu2Mg1.5Ni2.7600.0027600.0027600.00000276027602.7600.0997172.30
3003AlMn1Cu3003N3EN AW-3003ISO Al-Mn1Cu2.7300.0027300.0027300.00000273027302.7300.0986170.43
3004AlMn1Mg13004N4EN AW-3004ISO Al-Mn1Mg12.7200.0027200.0027200.00000272027202.7200.0983169.80
3005AlMn1Mg0.53005N41EN AW-3005ISO Al-Mn1Mg0.52.7300.0027300.0027300.00000273027302.7300.0986170.43
3105-3105-EN AW-3105ISO Al-Mn0.5Mg0.52.7200.0027200.0027200.00000272027202.7200.0983169.80
4032AlSi12.5MgCuNi4032LM18/LM20EN AW-4032ISO Al-Si12.5MgCuNi2.6800.0026800.0026800.00000268026802.6800.0968167.31
4043AlSi54043N21EN AW-4043ISO Al-Si52.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
4045AlSi104045-EN AW-4045ISO Al-Si102.6700.0026700.0026700.00000267026702.6700.0965166.68
4047AlSi124047N32EN AW-4047ISO Al-Si122.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
4145-4145-EN AW-4145ISO Al-Si10Cu42.7400.0027400.0027400.00000274027402.7400.0990171.05
4343AlSi7.54343-EN AW-4343ISO Al-Si7.52.6800.0026800.0026800.00000268026802.6800.0968167.31
4643-4643-EN AW-4643ISO Al-Si4Mg2.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5005AlMg15005N41EN AW-5005ISO Al-Mg12.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
5050AlMg1.55050N5EN AW-5050ISO Al-Mg1.52.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5052AlMg2.55052N5EN AW-5052ISO Al-Mg2.52.6800.0026800.0026800.00000268026802.6800.0968167.31
5056AlMg55056N6EN AW-5056ISO Al-Mg52.6400.0026400.0026400.00000264026402.6400.0954164.81
5083AlMg4.5Mn0.75083N8EN AW-5083ISO Al-Mg4.5Mn0.72.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5086AlMg45086N51EN AW-5086ISO Al-Mg42.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5154AlMg3.55154N5EN AW-5154ISO Al-Mg3.52.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5183AlMg4.5Mn0.75183N8EN AW-5183ISO Al-Mg4.5Mn0.72.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5252-5252-EN AW-5252ISO Al-Mg2.5Cr2.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5254AlMg3.5Mn5254-EN AW-5254ISO Al-Mg3.5Mn2.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5356AlMg5Cr5356N6EN AW-5356ISO Al-Mg5Cr2.6400.0026400.0026400.00000264026402.6400.0954164.81
5454AlMg3Mn5454N51EN AW-5454ISO Al-Mg3Mn2.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5456AlMg5Mn15456N61EN AW-5456ISO Al-Mg5Mn12.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5457-5457-EN AW-5457ISO Al-Mg1Si12.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5554-5554-EN AW-5554ISO Al-Mg3Mn2.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5556AlMg5Cr5556N6EN AW-5556ISO Al-Mg5Cr2.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5652-5652-EN AW-5652ISO Al-Mg2.52.6700.0026700.0026700.00000267026702.6700.0965166.68
5654-5654-EN AW-5654ISO Al-Mg3.5Mn2.6600.0026600.0026600.00000266026602.6600.0961166.06
5657-5657-EN AW-5657ISO Al-Mg12.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
5754-5754-EN AW-5754-2.6700.0026700.0026700.00000267026702.6700.0970167.86
6003-6003-EN AW-6003ISO Al-Si1.5Mn2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6005AlSiMg6005H9EN AW-6005ISO Al-SiMg2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6053-6053-EN AW-6053ISO Al-Mg0.7Si0.42.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
6060AlMgSi0.56060H9EN AW-6060ISO Al-Mg0.5Si2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6063AlMgSi0.56063H9EN AW-6063ISO Al-Mg0.7Si2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6066AlMg1Si1Cu6066H11EN AW-6066ISO Al-Mg1Si1Cu2.7200.0027200.0027200.00000272027202.7200.0983169.80
6070-6070-EN AW-6070ISO Al-Mg0.8Si1.32.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
6082-6082-EN AW-6082-2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
6101AlMgSi0.56101H10EN AW-6101ISO Al-Mg0.5Si0.52.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6105-6105-EN AW-6105ISO Al-Si0.6Mg0.72.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
6151-6151-EN AW-6151ISO Al-Si0.6Mg0.6Cu2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
6162-6162-EN AW-6162ISO Al-Mg0.8Si0.92.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
6201AlMgSi0.76201-EN AW-6201ISO Al-Mg0.7Si0.32.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
6262-6262-EN AW-6262ISO Al-Mg1Si0.8Pb0.8Bi0.82.7200.0027200.0027200.00000272027202.7200.0983169.80
6351AlSi1Mg0.5Mn6351H30EN AW-6351ISO Al-Si1Mg0.5Mn2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
6463-6463-EN AW-6463ISO Al-Mg0.7Si0.32.6900.0026900.0026900.00000269026902.6900.0972167.93
6951-6951-EN AW-6951ISO Al-Mg0.8Si0.7Cu2.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56
7005AlZn4.5Mg1.5Mn7005-EN AW-7005ISO Al-Zn4.5Mg1.5Mn2.7800.0027800.0027800.00000278027802.7800.1004173.55
7008-7008-EN AW-7008ISO Al-Zn5Mg2.7800.0027800.0027800.00000278027802.7800.1004173.55
7049-7049-EN AW-7049ISO Al-Zn8MgCu2.8400.0028400.0028400.00000284028402.8400.1026177.30
7050AlZn6CuMgZr7050-EN AW-7050ISO Al-Zn6CuMgZr2.8300.0028300.0028300.00000283028302.8300.1022176.67
7072AlZn17072N3EN AW-7072ISO Al-Zn12.7200.0027200.0027200.00000272027202.7200.0983169.80
7075AlZn5.5MgCu7075H41EN AW-7075ISO Al-Zn5.5MgCu2.8100.0028100.0028100.00000281028102.8100.1015175.42
7175AlZn5.5MgCu7175H41EN AW-7175ISO Al-Zn5.5MgCu2.8000.0028000.0028000.00000280028002.8000.1012174.80
7178AlZn7MgCu7178H42EN AW-7178ISO Al-Zn7MgCu2.8300.0028300.0028300.00000283028302.8300.1022176.67
7475-7475-EN AW-7475ISO Al-Zn5.5MgCu2.8100.0028100.0028100.00000281028102.8100.1015175.42
8006-8006-EN AW-8006ISO Al-Fe1.4Si0.62.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
8011-8011-EN AW-8011ISO Al-Fe0.7Si0.92.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
8017-8017-EN AW-8017ISO Al-Fe1.3Si2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
8030-8030-EN AW-8030ISO Al-Fe0.8Si0.32.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
8176-8176-EN AW-8176ISO Al-Fe2Si2.7100.0027100.0027100.00000271027102.7100.0979169.18
8177-8177-EN AW-8177ISO Al-Fe0.7Si0.32.7000.0027000.0027000.00000270027002.7000.0975168.56

Conversion d'unités de densité

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Résultat de conversion

Unités métriques

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Quelle est la densité de l'aluminium ?

L'aluminium est l'un des métaux les plus utilisés dans l'industrie moderne, sa densité étant une propriété physique cruciale pour les calculs d'ingénierie et la sélection des matériaux. Ce guide complet fournit des informations détaillées sur la densité de l'aluminium, y compris l'aluminium pur et diverses compositions d'alliages.

La densité est une mesure de la masse par unité de volume d'un matériau. Elle s'exprime généralement en grammes par centimètre cube (g/cm³) ou en kilogrammes par mètre cube (kg/m³). La densité de l'aluminium pur à température ambiante (20°C) est généralement de 2.70 g/cm³ (équivalente à 2700 kg/m³). Dans les applications industrielles, l'aluminium est souvent utilisé sous forme d'alliages, sa densité pouvant varier de 2.6 g/cm³ à 2.9 g/cm³ selon les types et les proportions des éléments d'alliage.

La faible densité de l'aluminium signifie que, pour un même volume, sa masse est plus légère. Cela est crucial pour les applications sensibles au poids :

  • Transport : Réduire le poids des véhicules diminue directement la consommation de carburant et les émissions.
  • Aérospatiale : La légèreté permet des charges utiles plus importantes et une portée plus longue. Environ 70% du poids structurel d'un avion de ligne moderne provient de l'aluminium et de ses alliages.
  • Durabilité : L'aluminium est facilement recyclable, l'énergie nécessaire pour le recyclage étant seulement d'environ 5% de celle nécessaire pour la production d'aluminium primaire, ce qui en fait un choix de matériau écologique.

Bien que l'aluminium lui-même soit relativement doux, grâce à l'alliage et à un traitement thermique approprié, les alliages d'aluminium peuvent atteindre une haute résistance. Leur résistance spécifique (rapport résistance-densité) dépasse souvent celle de nombreuses aciers, équilibrant parfaitement les exigences de légèreté et de résistance structurelle.

Comment calculer la densité de l'aluminium

Le calcul de la densité de l'aluminium suit la formule physique fondamentale : Densité (ρ) = Masse (m) / Volume (V).

Étapes de calcul

  1. Mesurer la masse (m) : Utiliser une balance pour mesurer directement la masse de l'échantillon d'aluminium.
  2. Mesurer le volume (V) : La méthode dépend de la forme :
    • Formes régulières (ex: plaques, tiges, tubes) : Calculer le volume en mesurant les dimensions. Par exemple, Volume d'un cuboïde = Longueur × Largeur × Hauteur ; Volume d'un cylindre = π × (Rayon)² × Hauteur.
    • Formes irrégulières : Utiliser généralement la méthode de displacement d'eau (principe d'Archimède) pour mesurer le volume d'eau déplacée.
  3. Calculer la densité (ρ) : Après avoir obtenu la masse (en g ou kg) et le volume (en cm³ ou m³), substituez-les dans la formule. Assurez-vous que les unités sont cohérentes.

Estimation du poids en ingénierie :

En ingénierie, le poids des matériaux en aluminium est souvent calculé directement à l'aide de la formule de densité :

  • Poids de la plaque d'aluminium (kg) = Épaisseur (mm) × Largeur (m) × Longueur (m) × Densité (2.7)
  • Poids de la tige ronde d'aluminium (kg) = π × (Diamètre/2)² × Longueur (m) × Densité (2.7)

Tableau de référence pour les densités des alliages d'aluminium courants

Série d'alliageGrades typiquesÉléments d'alliage principauxDensité (g/cm³)Propriétés clés et applications
Série 10001050/1060/107099%+ d'aluminium (Al pur industriel)2.70-2.71Haute pureté, excellente conductivité électrique/thermique, résistance à la corrosion. Couramment utilisé pour les matériaux électriques, les échangeurs de chaleur, les emballages alimentaires, les tuyauteries d'équipements chimiques.
Série 20002024/2014/2017Cuivre (Cu) comme élément d'alliage principal2.76-2.80Haut rapport résistance-poids, excellente usinabilité, traitables thermiquement. Widely used in aerospace, aircraft structures, military applications, and high-stress components.
Série 30003003/3004/3105Manganèse (Mn) comme élément d'alliage principal2.72-2.73Bon formability, résistance modérée, excellente résistance à la corrosion. Applications courantes incluent les ustensiles de cuisine, les échangeurs de chaleur, les récipients sous pression et les panneaux architecturaux.
Série 50005052/5083/5754Magnésium (Mg) comme élément d'alliage principal2.66-2.70Excellente résistance à la corrosion, bonne soudabilité, résistance modérée à élevée. Utilisé dans les applications marines, les panneaux automobiles, les récipients sous pression et les structures architecturales.
Série 60006061/6082/6005Magnésium (Mg) et Silicium (Si)2.69-2.70Bon rapport résistance-poids, excellente extrudabilité, traitables thermiquement. Widely used in structural applications, automotive components, bicycle frames, and architectural extrusions.
Série 60636063/6063AMagnésium (Mg) et Silicium (Si) - optimisés pour l'extrusion2.69Excellente extrudabilité, bon fini de surface, résistance modérée. Choix principal pour les extrusions architecturales, les cadres de fenêtres, les cadres de portes et les applications décoratives.
Série 70007075/7050/7020Zinc (Zn) comme élément d'alliage principal2.80-2.85Résistance la plus élevée parmi les alliages d'aluminium, excellente résistance à la fatigue, traitables thermiquement. Utilisé dans les structures aérospatiales, les équipements sportifs hautes performances, les applications militaires.

Facteurs affectant la densité de l'aluminium

La densité de l'aluminium n'est pas fixe et est principalement influencée par les facteurs suivants :

Éléments d'alliage (facteur principal) :

L'ajout de différents éléments à l'aluminium modifie significativement sa densité.

Diminuer la densité :

Diminuer la densité : L'ajout d'éléments plus légers comme le lithium (Li), le magnésium (Mg), le silicium (Si). Par exemple, les alliages aluminium-lithium, contenant du lithium léger, peuvent avoir des densités aussi faibles que 2.4-2.6 g/cm³.

Augmenter la densité :

Augmenter la densité : L'ajout d'éléments plus lourds comme le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le manganèse (Mn), le nickel (Ni). Par exemple, l'alliage 2024 (haute teneur en cuivre) a une densité d'environ 2.78 g/cm³, et l'alliage 7075 (haute teneur en zinc) a une densité d'environ 2.81 g/cm³.

Techniques de traitement

Fonderie : Différentes méthodes de fonderie (fonderie en sable, fonderie sous pression, fonderie à la cire perdue) peuvent affecter la densité finale en raison de variations de porosité et de structure granulaire. La fonderie sous pression produit généralement des pièces plus denses avec moins de vides.

Traitement par déformation : Laminage, extrusion et forgeage peuvent augmenter la densité en réduisant la porosité et en affinant la microstructure. L'écrouissage à froid donne généralement une densité plus élevée que l'écrouissage à chaud.

Traitement thermique : Le traitement de solution, le vieillissement et le recuit peuvent influencer la densité par des modifications de formation de précipités et de structure granulaire. Un traitement thermique approprié optimise à la fois les propriétés mécaniques et la densité.

Effets de la température

La température affecte significativement la densité de l'aluminium par expansion thermique. Lorsque la température augmente, l'aluminium se dilate et sa densité diminue. À température ambiante (20°C), l'aluminium pur a une densité de 2.70 g/cm³. Le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est d'environ 23.1 × 10⁻⁶ /°C, ce qui signifie que la densité diminue d'environ 0.006% par degré Celsius d'augmentation.

Effets de la porosité

La porosité réduit significativement la densité de l'aluminium en introduisant des vides et des poches d'air dans la structure du matériau. Même de petites quantités de porosité peuvent avoir des effets mesurables sur la densité. Les niveaux typiques de porosité dans les fonderies d'aluminium varient de 1-5%, ce qui peut réduire la densité de 0.03-0.14 g/cm³. La porosité est influencée par les paramètres de fonderie, les vitesses de refroidissement et la teneur en gaz pendant le traitement.

Comparaison de la densité de l'aluminium avec d'autres métaux

MatériauDensité (g/cm³)Ratio par rapport à l'aluminiumCaractéristiques clés
Aluminium (pur)~2.701.00Léger, résistant à la corrosion, excellente conductivité
Alliage de magnésium1.74-1.840.65-0.68Haute résistance, résistant à la corrosion, magnétique
Titane4.40-4.851.63-1.8Haute résistance, magnétique, résistant à la corrosion
Acier au carbone~7.852.91Haute résistance, magnétique, sujet à la corrosion
Acier inoxydable7.75-7.932.87-2.94Résistant à la corrosion, haute résistance, grades non magnétiques disponibles
Cuivre pur~8.963.32Excellente conductivité électrique/thermique, antimicrobien
Laiton8.40-8.703.11-3.22Bonne usinabilité, aspect décoratif, résistant à la corrosion
Alliage de zinc6.60-7.202.44-2.67Bonne coulabilité, résistance modérée, applications de galvanisation
Plomb pur~11.344.20Très lourd, doux, blindage contre les radiations, préoccupations toxiques

La densité de l'aluminium est environ 1/3 de celle de l'acier et du cuivre, ce qui en fait un excellent choix pour les applications sensibles au poids. Comparé aux alliages de magnésium (1.74-1.84 g/cm³), l'aluminium offre une meilleure résistance et une meilleure résistance à la corrosion tout en conservant des avantages de poids raisonnables.

Applications pratiques de la densité de l'aluminium

Industrie aérospatiale

La réduction de poids est critique pour l'efficacité énergétique et la capacité de charge. La faible densité de l'aluminium permet des structures d'avions plus légères tout en maintenant l'intégrité structurelle.

Industrie de l'emballage

Les boîtes et feuilles d'aluminium légères réduisent les coûts de transport et l'impact environnemental tout en offrant d'excellentes propriétés de barrière.

Construction et architecture

Charges structurelles réduites, exigences de fondation diminuées et manipulation plus facile pendant l'installation rendent l'aluminium idéal pour les applications de construction moderne.

Électronique et dissipation de chaleur

La combinaison de faible densité et de haute conductivité thermique de l'aluminium le rend parfait pour les dissipateurs de chaleur, les boîtiers électroniques et les solutions de gestion thermique.

Sports et loisirs

Des cadres de vélos aux raquettes de tennis, les propriétés légères de l'aluminium améliorent les performances et réduisent la fatigue de l'utilisateur dans les équipements sportifs.

Conclusion

Les caractéristiques de densité de l'aluminium (aluminium pur : 2.7 g/cm³, alliages : 2.6-2.9 g/cm³) en font un matériau exceptionnel pour les applications nécessitant un équilibre optimal entre résistance, poids et performance. Sa nature légère, combinée à une excellente résistance à la corrosion, une bonne formabilité et une recyclabilité, positionne l'aluminium comme un matériau fondamental dans l'ingénierie moderne.