Laiton H59

Résistance à la traction σb (MPa) : ≥294
Allongement δ10 (%) : ≥25
Remarque : Ces paramètres de traction s’appliquent aux feuilles de laiton
Épaisseur de l’éprouvette : 0,5 ~ 15 mm
1 Microstructure à température ambiante des laitons courants
Le laiton ordinaire est un alliage binaire cuivre-zinc, dont la teneur en zinc varie sur une large plage et produit des microstructures différentes à température ambiante. D’après le diagramme de phase binaire Cu-Zn, on distingue trois catégories selon la microstructure ambiante :
Laiton α : teneur en zinc inférieure à 35 %, microstructure de solution solide monophasée α à froid ;
Laiton biphasé (α+β) : teneur en zinc 36–46 %, composé des phases α et β à température ambiante ;
Laiton β : teneur en zinc 46–50 %, microstructure constituée uniquement de phase β à froid.
2 Caractéristiques de mise en forme plastique
Les laitons monophasés α (nuances H96 à H65) possèdent une excellente ductilité et se travaillent aussi bien à chaud qu’à froid. Néanmoins, ils présentent une fragilité à température moyenne lors des opérations à chaud comme la forge. La plage de fragilité critique dépend du taux de zinc, généralement entre 200 °C et 700 °C ; c’est pourquoi toute mise en forme à chaud doit être réalisée au-dessus de 700 °C.
Deux causes principales expliquent cette fragilité moyenne température des laitons α :
Des composés ordonnés Cu₃Zn et Cu₉Zn se forment au sein de la phase α des alliages Cu-Zn. Une transformation de phase ordonnée survient à température moyenne et basse et rend l’alliage fragile.
Des impuretés traces de plomb et de bismuth forment des films eutectiques à bas point de fusion sur les joints de grains, provoquant des ruptures intergranulaires sous contrainte de mise en forme chaude.
La production industrielle confirme qu’un ajout très faible de cérium supprime totalement cette fragilité intermédiaire.
Les laitons biphasés (nuances H63 à H59) combinent la phase α ductile et une solution solide β basée sur le composé intermétallique CuZn. La phase β conserve une très bonne ductilité à haute température, tandis que sa variante ordonnée basse température β′ est rigide et fragile. Tous les composants en laiton (α+β) doivent donc être forgés à chaud.
Le laiton β à teneur en zinc 46–50 % est intrinsèquement dur et cassant, il ne supporte aucune mise en forme plastique.
3 Lois d’évolution des propriétés mécaniques
La teneur en zinc modifie directement les performances mécaniques du laiton :
Laiton α : la résistance à la traction σb et l’allongement δ augmentent simultanément avec le taux de zinc ;
Laiton biphasé (α+β) : la résistance à la traction ambiante augmente jusqu’à environ 45 % de zinc. Au-delà, une phase γ fragile (solution solide issue du composé Cu₅Zn₈) apparaît et fait chuter brutalement la résistance globale. Parallèlement, la ductilité à froid du laiton biphasé diminue continuellement quand le zinc augmente. Les alliages Cu-Zn avec plus de 45 % de zinc n’ont aucune utilité technique pratique.
Domaines d’application
Les laitons standard trouvent de nombreuses applications industrielles : bandes de radiateur, tuyaux d’alimentation et évacuation d’eau, médailles commémoratives, soufflets, tubes spiralisés, tubes condenseurs, carters, pièces embouties de formes complexes et petites fixations métalliques.
Les nuances riches en zinc H63 à H59 excellent en mise en forme à chaud ; elles sont largement utilisées pour fabriquer des accessoires mécaniques et électriques, des pièces embouties et des composants d’instruments de musique.
Paramètres de traitement thermique
Température de mise en forme chaude : 730～820 °C
Température de recuit de détente des contraintes : 600～670 °C