Plaque en tôle d'aluminium de qualité marine, 5052 5083 6063 h111 h22 h32
Les projets marins exigent des matériaux légers, résistants à la corrosion et fiables dans des conditions difficiles d'eau salée. Parmi les options les plus fiables figurent les alliages d'aluminium de qualité marine 5052, 5083 et 6063 dans des états tels que H111, H22 et H32.
| Alliage | Série | Élément d'alliage principal | Utilisation typique dans le domaine marin | Niveau de force* | Résistance à la corrosion* |
|---|---|---|---|---|---|
| 5052 | 5xxx | Magnésium (Mg) | Petits bateaux, panneaux, réservoirs de carburant et d'eau, cabines | Moyen | Très bien |
| 5083 | 5xxx | Magnésium + Mn, Cr | Coques, ponts, superstructures, utilisation cryogénique et sous pression | Élevé (sans traitement thermique) | Excellent |
| 6063 | 6xxx | Magnésium + Silicium | Profilés marins, garnitures, cadres, éléments décoratifs | Moyen (traitement thermique) | Bien |
*Comparaison relative avec les alliages d'aluminium corroyés courants.
Tempéraments typiques : H111, H22, H32
« Temper » décrit l'état mécanique et métallurgique de la feuille ou de la plaque.
| Caractère | Itinéraire de processus | Caractéristiques | Cas d'utilisation typique |
|---|---|---|---|
| H111 | Trempé, légèrement travaillé | Résistance légèrement supérieure à celle du recuit ; bonne formabilité | Blindage de coque, panneaux formés à froid |
| H22 | Trempé sous contrainte, puis partiellement recuit | Résistance et ductilité équilibrées ; formation modérée | Pièces décoratives, raidisseurs, carénages |
| H32 | Trempé et stabilisé (demi-dur) | Résistance supérieure avec formabilité acceptable | Panneaux structurels, terrasses, composants à forte charge |
Composition chimique (gammes typiques, % en poids)
Alliage 5052
| Élément | Contenu (% en poids) |
|---|---|
| Mg | 2,2 – 2,8 |
| Mn | ≤ 0,10 |
| Fe | ≤ 0,40 |
| Et | ≤ 0,25 |
| Cr | 0,15 – 0,35 |
| Cu | ≤ 0,10 |
| Zn | ≤ 0,10 |
| De | ≤ 0,15 |
| Autres | ≤ 0,05 chacun / 0,15 total |
| Al | Équilibre |
Alliage 5083
| Élément | Contenu (% en poids) |
|---|---|
| Mg | 4,0 – 4,9 |
| Mn | 0,40 – 1,0 |
| Fe | ≤ 0,40 |
| Et | ≤ 0,40 |
| Cr | 0,05 – 0,25 |
| Cu | ≤ 0,10 |
| Zn | ≤ 0,25 |
| De | ≤ 0,15 |
| Autres | ≤ 0,05 chacun / 0,15 total |
| Al | Équilibre |
Alliage 6063
| Élément | Contenu (% en poids) |
|---|---|
| Mg | 0,45 – 0,90 |
| Et | 0,20 – 0,60 |
| Fe | ≤ 0,35 |
| Cu | ≤ 0,10 |
| Mn | ≤ 0,10 |
| Cr | ≤ 0,10 |
| Zn | ≤ 0,10 |
| De | ≤ 0,10 |
| Autres | ≤ 0,05 chacun / 0,15 total |
| Al | Équilibre |
Propriétés mécaniques (valeurs typiques, température ambiante)
Les propriétés réelles dépendent de l'épaisseur, de la forme du produit et des normes de fabrication. Les valeurs suivantes sont indicatives.
Limite d'élasticité et résistance à la traction
| Alliage – Trempe | Limite d'élasticité Rp0,2 (MPa) | Résistance à la traction Rm (MPa) | Allongement A50 (%) |
|---|---|---|---|
| 5052‑H111 | 110 – 150 | 215 – 260 | 10 – 16 |
| 5052‑H32 | 160 – 200 | 215 – 260 | 7 – 12 |
| 5083‑H111 | 145 – 215 | 275 – 345 | 10 – 16 |
| 5083‑H32 | 215 – 255 | 305 – 355 | 8 – 12 |
| 6063‑H22* | 110 – 150 | 150 – 195 | 8 – 15 |
*6063 est plus couramment fourni dans les états T5/T6 pour les extrusions ; les valeurs ci-dessus indiquent les plages typiques dans lesquelles le H22 est appliqué à la feuille/plaque.
Propriétés physiques
| Propriété | 5052 | 5083 | 6063 |
|---|---|---|---|
| Densité (g/cm³) | ~2,68 | ~2,66 | ~2,70 |
| Module d'élasticité (GPa) | ~70 | ~70 | ~69 |
| Plage de fusion (°C) | 607 – 650 | 570 – 640 | 615 – 655 |
| Conductivité thermique (W/m·K) | ~138 | ~121 | ~201 |
| Conductivité électrique (% SIGC) | 32 – 35 | 28 – 32 | 45 – 52 |
Caractéristiques pour une utilisation marine
Résistance à la corrosion
| Alliage | Performances de corrosion par l’eau de mer | Remarques |
|---|---|---|
| 5052 | Très bien | Idéal pour les réservoirs de carburant, les carters de pont |
| 5083 | Excellent | Préféré pour les coques et les pièces porteuses |
| 6063 | Bon, surtout avec l'anodisation | Idéal pour les profils et la structure non principale |
Points forts:
- La teneur élevée en magnésium des 5052 et 5083 forme un film passif stable dans l'eau de mer, limitant la corrosion par piqûres et fissures.
- Le 6063 offre une bonne résistance mais est souvent protégé davantage par une anodisation ou des revêtements pour une exposition marine à long terme.
Force vs poids
| Alliage | Force relative | Avantage de poids par rapport à l'acier |
|---|---|---|
| 5052 | Moyen | ~65 à 70 % plus léger |
| 5083 | Élevé (sans traitement thermique) | ~65 à 70 % plus léger |
| 6063 | Moyen | ~65 à 70 % plus léger |
La combinaison d'une résistance spécifique élevée et d'une faible densité réduit le poids de la coque, améliore le rendement énergétique et permet des charges utiles ou une vitesse plus élevées.
Formabilité et soudabilité
| Alliage – Trempe | Formabilité à froid | Soudabilité (MIG/TIG) | Remarques |
|---|---|---|---|
| 5052‑H111 | Excellent | Excellent | Convient pour l'emboutissage profond et le pliage complexe |
| 5052‑H32 | Bien | Excellent | Force et formation équilibrées |
| 5083‑H111 | Très bien | Excellent | Commun dans les panneaux de coque en forme |
| 5083‑H32 | Bien | Très bien | Utilisé là où une résistance plus élevée est nécessaire après le formage |
| 6063‑H22 | Bien | Très bien | Particulièrement adapté aux cadres et profilés soudés |
Dimensions typiques et plage d'alimentation
| Paramètre | Gamme typique |
|---|---|
| Épaisseur (feuille) | 0,5 à 6,0 mm |
| Épaisseur (plaque) | 6,0 – 200 mm (selon l'alliage) |
| Largeur | 1000 – 2500 mm (personnalisé sur demande) |
| Longueur | 2 000 – 12 000 mm ou découpé sur mesure |
| Surface | Finition usinée, brossée, anodisée, enduite |
Principales applications marines
Construction navale et construction de bateaux
| Composant | Alliages/états préférés | Raisons |
|---|---|---|
| Blindage de coque (bateaux de travail, ferries, patrouilleurs) | 5083‑H111 / H32 | Haute résistance, excellente résistance à l'eau de mer |
| Ponts et superstructures | 5083‑H111, 5052‑H32 | Gain de poids, bonne rigidité, soudure facile |
| Cabines et panneaux intérieurs | 5052‑H32, 6063 (profils) | Bon aspect, facilité de fabrication |
| Nervures, cadres, raidisseurs | 5083‑H32, 5052‑H32 | Support structurel à faible poids |
| Mains courantes, moulures, cadres de fenêtres | Profilés 6063‑H22 ou T5/T6 | Surface lisse, finition anodisée de haute qualité |
Équipements offshore et portuaires
| Application | Alliage typique | Exigences satisfaites |
|---|---|---|
| Passerelles et rampes | 5083‑H32, 5052‑H32 | Résistance, surfaces antidérapantes, poids plus léger |
| Modules d'hébergement | 5052‑H32 | Résistance à la corrosion, facilité d'installation |
| Coffres d'équipements conteneurisés | Profils 5052‑H32, 6063 | Résistance aux intempéries, soudabilité |
| Structures à quai, pontons | 5083‑H111/H32 | Exposition continue à l'eau de mer, résistance à la fatigue |
Réservoirs, tuyauterie et composants spéciaux
| Composant | Alliage / Trempe | Avantages |
|---|---|---|
| Réservoirs de carburant | 5052‑H32 | Bonne résistance au carburant et à l'eau de mer, formage facile |
| Réservoirs d'eau douce | 5052‑H32 | Hygiénique, ne rouille pas |
| Réservoirs cryogéniques (GNL, GPL) | 5083‑H321 / H111 | Haute ténacité à basse température, résistance à la pression |
| Conduits et couvercles légers | 5052‑H111, 6063 | Formage de faible épaisseur, bon rapport rigidité/poids |
Guide de sélection : 5052 contre 5083 contre 6063
| Exigence de conception | Choix recommandé |
|---|---|
| Coque principale, ponts et pièces à forte charge | 5083‑H111 / H32 |
| Panneaux marins généraux, réservoirs, cabines | 5052‑H32 ou H111 |
| Cadres extrudés, rails, pièces décoratives | 6063‑H22 ou T5/T6 |
| Meilleure résistance à la corrosion dans l’eau de mer | 5083 (toute trempe marine) |
| Formabilité la plus élevée à résistance raisonnable | 5052‑H111 |
Notes de traitement et de fabrication
| Processus | Adéquation et remarques |
|---|---|
| Coupe | Tous les alliages sont découpés proprement par cisaillement, sciage, plasma, laser ou jet d'eau |
| Pliage | Les états H111 offrent un pliage plus facile ; les plaques H32 plus épaisses peuvent nécessiter un rayon de courbure plus grand |
| Soudage | Excellent avec MIG/TIG ; Fils d'apport 5xxx (par exemple, 5183, 5356) couramment utilisés |
| Finition superficielle | Finition usinée pour pièces structurelles ; anodisation ou peinture pour les zones décoratives exposées |
Une conception appropriée des joints et la sélection de métaux d’apport compatibles aident à maintenir la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques dans les environnements marins.
Les tôles et plaques d'aluminium de qualité marine 5052, 5083 et 6063 dans les états H111, H22 et H32 offrent une boîte à outils polyvalente pour les chantiers navals, les constructeurs de bateaux et les ingénieurs offshore :
- 5052 : un alliage performant pour les réservoirs, les panneaux et les composants formés, combinant bonne résistance, formabilité et résistance à la corrosion.
- 5083 : la référence en matière de structures marines haute résistance et résistantes à la corrosion telles que coques, ponts et réservoirs cryogéniques.
- 6063 : idéal pour les profilés et les éléments structurels décoratifs ou non primaires, en particulier là où l'aspect anodisé est important.
En adaptant l'alliage et la trempe à la résistance, à la formabilité et aux conditions d'exposition requises, les concepteurs peuvent réaliser des constructions marines durables, légères et rentables qui fonctionnent de manière fiable sur une longue durée de vie.
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