Pourquoi le service marin en plaques d'aluminium 5083 et 5086
En raison de leur solidité, de leur faible poids et de leur résistance à la corrosion, les plaques d'aluminium 5083 et 5086 sont d'excellentes options pour la construction navale et les applications marines. Les deux appartiennent à la série 5xxx, la famille de l'aluminium-magnésium-manganèse conçue pour résister aux environnements d'eau salée tout en conservant de solides performances mécaniques, une résistance à la corrosion et une facilité de fabrication. Aucun des deux alliages ne peut être traité thermiquement-, de sorte que les structures soudées conservent une proportion élevée de résistance du métal de base au lieu de se ramollir dans la zone affectée thermiquement-.
Ces qualités sont utilisées bien au-delà de la construction navale : les appareils sous pression, les équipements de réfrigération, les appareils de forage, les camions-citernes, les véhicules automobiles, les composants d'avions, les tours de communication et la fabrication industrielle en général reposent tous sur leur combinaison de formabilité et de soudabilité.
Comparaison de la composition chimique et des propriétés mécaniques
Les deux alliages diffèrent principalement par leur teneur en magnésium . 5083 contient 4,0 à 4,9 % de magnésium avec 0,40 à 1,0 % de manganèse, tandis que le 5086 contient 3,5 à 4,5 % de magnésium avec 0,20 à 0,70 % de manganèse. Le niveau de magnésium plus élevé du 5083 augmente la résistance à la traction et la limite d'élasticité, tandis que le 5086 favorise la formabilité et la ductilité de la soudure.
| Élément | 5083 | 5086 |
|---|---|---|
| Mg | 4,0 à 4,9 pour cent | 3,5 à 4,5 pour cent |
| Mn | 0,40-1,0 pour cent | 0,20-0,70 pour cent |
| Cr | 0,05-0,25 pour cent | 0,05-0,25 pour cent |
| Si | 0,40 pour cent maximum | 0,40 pour cent maximum |
| Fe | 0,40 pour cent maximum | 0,40 pour cent maximum |
| Cu | 0,10 pour cent maximum | 0,10 pour cent maximum |
| Zn | 0,25 pour cent maximum | 0,25 pour cent maximum |
| Ti | 0,15 pour cent maximum | 0,15 pour cent maximum |
| Al | Reste | Reste |
| Propriété | Plaque d'aluminium 5083 | Plaque d'aluminium 5086 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 275-310 MPa | 240-275 MPa |
| Limite d'élasticité | 125-155 MPa | 115-145 MPa |
| Élongation | 12-15 pour cent | 12-15 pour cent |
| Densité | Environ 2,66 g/cm3 | Environ 2,66 g/cm3 |
| Module élastique | Environ 70 GPa | Environ 70 GPa |
| Résistance à la corrosion | Exceptionnel en milieu marin | Excellent dans les environnements marins |
| Soudabilité | Risque de fissuration exceptionnel et minime | Bon, adapté à la plupart des procédés de soudage |
| Formabilité | Modéré à élevé | Haut, idéal pour les formes complexes |
Résistance à la corrosion et finitions marines
La teneur élevée en magnésium des deux alliages forme une couche d'oxyde protectrice qui résiste à l'eau salée, aux chlorures et à l'exposition atmosphérique. C'est pourquoi ces nuances sont utilisées pour les coques, les ponts et les composants immergés. La plaque pour contact avec l'eau de mer est fournie dans les états H116 ou H321, car ces états sont produits avec une microstructure contrôlée qui résiste à la corrosion intergranulaire et à l'exfoliation. Lorsqu’une protection supplémentaire est requise, des systèmes d’oxydation anodique ou de revêtement époxy peuvent être appliqués. La température de service continue doit également être prise en compte : une exposition prolongée d'alliages à haute teneur en magnésium au-dessus d'environ 65 degrés Celsius peut favoriser la sensibilisation aux joints de grains, c'est pourquoi les qualités de magnésium à faible teneur en magnésium telles que 5454 sont préférées pour le service des camions-citernes chauds.
Comportement de soudage et de fabrication
Les deux alliages sont compatibles avec le soudage TIG, MIG et laser et ne présentent aucune fragilisation significative lorsque le métal d'apport et les procédures appropriés sont utilisés.. 5083 est préféré pour les soudures critiques car son risque de fissuration plus faible et sa microstructure H116 ou H321 stable donnent des propriétés de joint plus cohérentes, tandis que le 5086 offre une meilleure formabilité en flexion et en étirement pour les formes complexes, les rayons serrés et les panneaux formés sous pression-. Les métaux d'apport 5356 et 5183 sont les choix habituels, et la qualification de la procédure de soudage doit correspondre à l'état et à l'épaisseur de la plaque à assembler.
Construction navale et applications offshore
Construction de la coque : bordé de coque, cloisons et membrures.
Structures de pont : planchers, passerelles, écoutilles et couvercles d'accès.
Superstructures : mâts, cabines, panneaux de timonerie et systèmes de ventilation.
Réservoirs et tuyauteries : réservoirs de carburant, réservoirs d'eau douce et canalisations d'eau de mer.
Installations offshore : modules de plate-forme, passerelles et panneaux résistants à la corrosion-.
Les tôles sont normalement commandées selon la norme ASTM B209 pour les tôles et les tôles d'aluminium et selon la norme ASTM B928 pour les tôles marines dans les états H116 et H321, avec une composition chimique vérifiée par rapport à la norme EN 573-3 et des propriétés mécaniques par rapport à la norme EN 485-2. L'approbation d'une société de classification par des organismes tels que l'ABS et le DNV est fréquemment requise pour les matériaux de coque et de structure, et les certificats d'usine doivent être traçables jusqu'au numéro de coulée.
Choisir entre 5083 et 5086
Le 5083 est le bon choix pour les composants à fortes contraintes qui nécessitent une résistance maximale, y compris les tôles de coque, les tôles de fond, les fondations de moteur et les-supports robustes. 5086, adaptés aux pièces formées complexes et aux projets sensibles aux coûts-où une ductilité supplémentaire compte plus que la résistance ultime, par exemple les aménagements intérieurs, les petits navires, les panneaux de superstructure et les composants de réservoir. Les deux alliages offrent une fiabilité à long terme-dans les environnements marins en combinant durabilité, résistance à la corrosion et facilité de fabrication. Lorsque les conditions de service sont inhabituelles, un ingénieur maritime doit être consulté avant de fixer la nuance.
Foire aux questions
Q : 5086 est-il plus fort que 5083 ?
Le No. 5083 contient plus de magnésium, ce qui donne une résistance à la traction d'environ 275 à 310 MPa contre 240 à 275 MPa pour le 5086, donc le 5083 est le plus résistant des deux grades.
Q : Quel alliage est le plus facile à former ?
5086 est plus facile à former. Sa plus faible teneur en magnésium et son faible taux d'écrouissage-donnent de meilleures performances de pliage et d'étirement, ce qui le rend adapté aux formes complexes et aux rayons de courbure serrés.
Q : Les modèles 5083 et 5086 sont-ils disponibles dans des teintes marines ?
Oui. Tous deux sont fournis dans les états H116 et H321 pour le service à l'eau de mer, ainsi que dans les états O, H111 et H112 pour les structures formées et soudées.
Q : Les modèles 5083 et 5086 peuvent-ils être soudés ensemble ?
Oui. Les deux sont des alliages 5xxx non-traitables thermiquement-et sont soudés avec du fil d'apport 5356 ou 5183. Une procédure qualifiée doit être utilisée pour les joints structurels.
Q : Quelle norme couvre les plaques d’aluminium marine ?
ASTM B928 couvre les tôles marines dans les états H116 et H321, ASTM B209 couvre les tôles et plaques d'aluminium générales, EN 573-3 définit la composition chimique et EN 485-2 définit les propriétés mécaniques.
Q : Quel alliage doit-on utiliser pour le placage de la coque ?
Le 5083 en trempe H116 ou H321 est le choix standard pour le placage de coque car il offre la plus haute résistance et la meilleure résistance à la corrosion par l'eau de mer des deux qualités.
