Aperçu des propriétés clés de l'aluminium 5083 H116
L'aluminium 5083 H116 est un alliage de qualité marine-utilisé dans la construction navale, les structures offshore, les appareils sous pression et les équipements de transport. Sa résistance à la traction typique est d'environ 305 MPa, sa limite d'élasticité d'environ 215 MPa et sa densité de 2,66 g/cm3. Le matériau offre une excellente résistance à la corrosion dans l'eau salée et une excellente soudabilité sans traitement thermique après-soudage, c'est pourquoi il constitue un matériau de base pour la construction navale commerciale moderne en aluminium.
Propriétés mécaniques
La désignation H116 signifie que le métal a été écroui pour atteindre des objectifs structurels spécifiques sans compromettre sa résistance à la corrosion marine. Les propriétés mécaniques typiques comprennent une résistance à la traction d'environ 305 MPa, une limite d'élasticité d'environ 215 MPa et un allongement de 10 % ou plus. La résistance à la traction indique la contrainte maximale que l'aluminium peut supporter lorsqu'il est étiré avant de se briser, ce qui est important pour les coques de navires absorbant les impacts des vagues et les charges dynamiques de la mer. La limite d'élasticité est le point auquel le matériau commence à se déformer de façon permanente ; un minimum d'environ 215 MPa garantit que la structure retrouve sa forme originale sous des charges opérationnelles standard. Un allongement de 10 % ou plus permet au métal de se plier et de se former correctement pendant la fabrication sur chantier naval sans se fissurer.
Propriétés physiques
Les propriétés physiques dictent le comportement du matériau en termes de poids, de transfert de chaleur et de rigidité structurelle. La densité est d'environ 2,66 g/cm3, soit environ un-tiers du poids de l'acier au carbone, c'est pourquoi l'alliage est utilisé pour réduire le poids des navires, la consommation de carburant et le tirant d'eau. La conductivité thermique est d'environ 120 W/m-C et le module d'élasticité est d'environ 70 GPa, utilisé par les ingénieurs pour calculer la déflexion des poutres et des plaques de pont sous charge. La plage de fusion est d'environ 574-638 C. Une conductivité thermique élevée signifie que la chaleur se dissipe rapidement pendant le soudage, nécessitant des réglages de puissance spécifiques sur l'équipement TIG ou MIG pour garantir une pénétration complète de la soudure.
Composition chimique
La composition chimique est réglementée par des normes internationales telles que EN AW-5083 et ASTM B928. La teneur en magnésium est de 4,0 à 4,9 %, le manganèse de 0,4 à 1,0 %, le chrome de 0,05 à 0,25 %, le silicium jusqu'à 0,40 %, le fer jusqu'à 0,40 %, le cuivre jusqu'à 0,10 %, le zinc jusqu'à 0,25 %, le titane jusqu'à 0,15 %, le reste étant de l'aluminium. Le magnésium est le principal élément d'alliage, offrant une résistance élevée et une résistance exceptionnelle aux environnements alcalins et d'eau salée. Le manganèse et le chrome affinent la structure des grains, augmentant la résistance à la traction et améliorant les performances sous les cycles thermiques de soudage. Le cuivre, le zinc et le fer sont strictement limités car des impuretés excessives peuvent créer des cellules galvaniques qui accélèrent la corrosion.
Résistance à la corrosion et performances marines
La teneur élevée en magnésium du 5083 améliore la résistance à la corrosion par l'eau de mer, tandis que l'état H116 améliore spécifiquement la résistance à la corrosion par exfoliation dans les environnements marins. Le procédé métallurgique H116 contrôle la façon dont le magnésium précipite dans les limites des grains d'aluminium ; s'il n'est pas contrôlé, un réseau continu peut se former et provoquer le pelage ou l'écaillage du métal. L'état H116 verrouille la structure du grain dans une configuration sûre et est conçu pour réussir les tests de corrosion tels que ASTM G66, permettant au matériau de rester immergé dans l'eau de mer pendant de longues périodes sans revêtements protecteurs épais.
5083 H116 par rapport aux autres alliages d'aluminium
Comparé au 5052, l'alliage 5083 offre une résistance à la traction et une limite d'élasticité plus élevées requises pour les coques de navires commerciaux, tandis que le 5052 est plus facile à plier et à former et convient mieux aux pièces de bateau plus petites et non structurelles ou à la tôlerie générale. Comparé au 6061, l'alliage 5083 offre une résistance supérieure à la corrosion dans l'eau de mer brute et conserve une excellente résistance après soudage-, tandis que le 6061 peut perdre une part importante de sa résistance dans la zone affectée thermiquement-après le soudage. Ces différences font du 5083 H116 le choix privilégié pour les structures marines soudées où la résistance et la résistance à la corrosion sont obligatoires.
FAQ
Q : Le 5083 H116 est-il un aluminium de qualité marine ?
R : Oui. Il est spécialement conçu pour les environnements marins en raison de sa résistance à la corrosion. La désignation de trempe H116 indique que le métal a réussi les tests d'exfoliation et de corrosion intergranulaire requis par les sociétés de classification marine.
Q : La plaque d’aluminium 5083 H116 peut-elle être soudée ?
R : Oui. Il a une excellente soudabilité et est largement utilisé dans les structures soudées, et il ne nécessite pas de traitement thermique après-soudage. Les fabricants de produits marins utilisent généralement du fil d'apport en aluminium 5183 ou 5356 pour obtenir des joints de soudure solides et résistants à la corrosion-.
Q : Quelle est la densité de l’aluminium 5083 H116 ?
R : La densité est d'environ 2,66 g/cm3, nettement plus légère que l'acier au carbone à environ 7,85 g/cm3, ce qui permet des structures plus légères et un rendement énergétique plus élevé dans les navires.
Q : Pourquoi la trempe H116 résiste-t-elle à la corrosion exfoliante ?
R : L'état H116 contrôle la manière dont le magnésium précipite dans les limites des grains d'aluminium, évitant ainsi le réseau continu qui provoque le pelage ou l'écaillage, et est conçu pour réussir les tests de corrosion par exfoliation pour le service maritime.
Q : Quelles normes couvrent la plaque 5083 H116 ?
R : Les références courantes incluent EN AW-5083 en Europe et ASTM B928 en Amérique du Nord, ainsi que les règles des sociétés de classification pour la construction navale ; la norme applicable et le certificat d'usine doivent être confirmés auprès du fournisseur pour chaque projet.
Q : Quel fil d'apport est recommandé pour le soudage du 5083 ?
R : Les fabricants de produits marins utilisent généralement du fil d'apport 5183 ou 5356, qui fournit des joints de soudure solides et résistants à la corrosion-compatibles avec l'alliage de base 5083.
