Plaque en aluminium marin 5383
La plaque d'aluminium marine 5383 est un alliage aluminium-magnésium à haute résistance et résistant à la corrosion, conçu pour les environnements exigeants de la construction navale et offshore. Avec une soudabilité supérieure, une excellente résistance à l'eau de mer et des propriétés mécaniques stables dans les épaisseurs fines et épaisses, le 5383 est idéal pour le bordé de coque, les ponts, les superstructures et les composants marins à forte charge où la durabilité à long terme et la réduction de poids sont essentielles.
Le 5383 est un alliage d'aluminium spécialisé de qualité marine développé comme une alternative améliorée à l'alliage 5083 largement utilisé. En optimisant sa teneur en magnésium et en oligo-éléments, le 5383 apporte :
- Rendement et résistance à la traction supérieurs à la norme 5083
- Résistance améliorée à la fissuration par corrosion sous contrainte et aux piqûres dans l’eau de mer
- Performances stables après soudage et formage
Sa combinaison de construction légère, de forte capacité structurelle et de longue durée de vie fait du 5383 une solution privilégiée pour les chantiers navals modernes visant une consommation de carburant et une maintenance réduites.
Caractéristiques et avantages
| Fonctionnalité | Avantage dans le service maritime |
|---|---|
| Rapport résistance/poids élevé | Permet des plaques plus fines, réduit le poids du navire, améliore la vitesse et le rendement énergétique |
| Excellente résistance à la corrosion par l'eau de mer | Prolonge la durée de vie de la coque et du pont, minimise les coûts de revêtement protecteur et de réparation |
| Soudabilité supérieure | Soudures propres et résistantes aux fissures avec une perte de résistance minimale dans les zones affectées par la chaleur |
| Bonne résistance à la fatigue | Fiable sous charge de vagues cycliques et vibrations |
| Performances améliorées par rapport à 5083 | Résistance à l’épreuve plus élevée et meilleures marges structurelles, en particulier dans les régions à fortes charges |
| Alliage ne pouvant pas être traité thermiquement | Propriétés obtenues par travail à froid ; stable en service, pas de risque de dépassement |
| Bonne formabilité | Convient aux sections de coque incurvées, aux ponts et aux panneaux de superstructure |
| Disponibilité de grande taille | De la tôle fine pour les intérieurs à la tôle épaisse pour les coques, les quilles et les raidisseurs |
Applications typiques dans l'industrie maritime
| Domaine d'application | Utilisation typique de la plaque 5383 |
|---|---|
| Structures de coque de navire | Coque inférieure, coque latérale, sections avant, structures arrière, virures de cale |
| Ponts et superstructures | Ponts principaux, ponts exposés, tabliers de pont, blocs d'hébergement, timoneries |
| Navires à grande vitesse | Bateaux de patrouille, ferries rapides, bateaux d'équipage, bateaux de travail nécessitant des coques légères mais solides |
| Structures offshore | Héliports, passerelles de quais, modules d'hébergement, passerelles |
| Embarcations navales et de défense | Coques et ponts résistants à la corrosion avec des performances structurelles améliorées |
| Rampes et ponts de véhicules | Rampes Ro‑Ro, plates-formes de chargement, ponts-garages à forte fatigue et charges d'impact |
| Réservoirs et enceintes | Réservoirs de ballast, réservoirs d'eau douce, boîtiers de protection, enceintes pour équipements marins |
| Motomarine | Bateaux fluviaux, barges, navires de service nécessitant peu d'entretien et une longue durée de vie |
Composition chimique de l'alliage 5383
Valeurs de composition typiques ; des limites spécifiques peuvent varier selon la norme (par exemple, EN, ASTM ou les règles d'une société de classification).
| Élément | Plage typique (%) | Fonction / Effet |
|---|---|---|
| Mg | 4.3 – 5.2 | Élément de renforcement primaire ; améliore la résistance à la corrosion dans l’eau de mer |
| Mn | 0,4 – 1,0 | Améliore la résistance, le raffinement du grain et la ténacité |
| Et | ≤ 0,40 | Contrôlé pour maintenir la soudabilité et la ténacité |
| Fe | ≤ 0,40 | Maintenu à un niveau bas pour éviter la perte de résistance à la corrosion et de ductilité |
| Cr | 0,05 – 0,25 | Contribue à la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte |
| De | ≤ 0,15 | Affineur de grains, aide à maintenir des propriétés mécaniques uniformes |
| Cu | ≤ 0,10 | Limité pour maintenir une résistance exceptionnelle à la corrosion |
| Zn | ≤ 0,25 | Limité pour éviter la susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte |
| Autres | ≤ 0,05 chacun / 0,15 total | Oligo-éléments maintenus dans des limites strictes |
| Al | Équilibre | Métal de base offrant une faible densité et une protection naturelle contre l'oxyde |
Désignations de trempe et traitement
Le 5383 est un alliage aluminium-magnésium ne pouvant pas être traité thermiquement. La résistance est obtenue principalement par écrouissage (écrouissage). Les états les plus courants pour les tôles marines sont :
| Caractère | Description | Cas d'utilisation typique dans la construction maritime |
|---|---|---|
| Ô | État recuit et le plus doux | Formage serré, courbure complexe, emboutissage profond, soudage ultérieur |
| H111 | Légèrement écroui | Bordé de coque et pont général où un bon formage et un bon soudage sont nécessaires |
| H116 | Trempé sous contrainte, stabilisé à basse température ; optimisé pour le service maritime | Bordé de coque et de pont en exposition continue à l'eau de mer |
| H321 | Trempé et stabilisé | Régions structurelles fortement sollicitées nécessitant des propriétés mécaniques stables |
Les états H116 et H321 sont généralement spécifiés par les sociétés de classification des navires (telles que BV, DNV, ABS, LR) pour les structures marines critiques.
Propriétés mécaniques de la plaque marine 5383
Valeurs indicatives à température ambiante ; les propriétés réelles dépendent de l’épaisseur, de la trempe et des spécifications.
Propriétés mécaniques typiques (plaque, ~10–25 mm)
| Propriété | Unité | 5383‑H116 / H321 (typique) |
|---|---|---|
| Résistance à la traction, Rm | MPa | 300 – 340 |
| Résistance à l'épreuve de 0,2 %, Rp0,2 | MPa | 200 – 260 |
| Allongement (A50) | % | 10 – 16 |
| Dureté Brinell (HBW) | – | 85 – 100 |
| Module d'élasticité | GPa | ~70 |
| Coefficient de Poisson | – | ~0,33 |
| Densité | g/cm³ | ~2,66 |
Caractéristiques physiques et thermiques
| Paramètre | Valeur/Plage | Remarques |
|---|---|---|
| Plage de fusion | ~570 – 640 °C | Typique pour les alliages Al‑Mg |
| Conductivité thermique | ~120 – 135 W/m·K | Aide à la dissipation rapide de la chaleur dans les structures marines |
| Conductivité électrique | ~28 – 32 % SIGC | Inférieur à l'Al pur en raison du Mg et d'autres éléments d'alliage |
| Coefficient de dilatation thermique | ~23 × 10⁻⁶ /K (20-100 °C) | Important pour la conception de joints et les structures mixtes |
Dimensions des plaques et plage d'alimentation
Les capacités d'approvisionnement varient selon les exigences de l'usine et de la classification, mais les offres commerciales typiques sont :
| Paramètre | Gamme typique |
|---|---|
| Épaisseur | 3 – 80 mm (mise au point de la plaque marine) |
| Largeur | 1000 – 3000 millimètres |
| Longueur | 2000 – 12000 millimètres |
| État des surfaces | Finition laminée, grenaillée, apprêt (sur demande) |
| État des bords | Bords fraisés, découpés à la scie ou usinés |
Des dimensions personnalisées et des formes prédécoupées pour les panneaux, les cloisons et les sections de coque formées sont souvent fournies pour réduire le temps de fabrication au chantier naval.
Soudabilité et performances d’assemblage
Le 5383 est spécialement conçu pour une excellente soudabilité en utilisant des procédés de soudage marins standard.
| Aspect | Détails |
|---|---|
| Processus recommandés | MIG (GMAW), TIG |
| Métaux d'apport typiques | 5356, 5183 ou charges Al‑Mg compatibles adaptées à l'exposition marine |
| Force de soudure | Haute efficacité des joints, notamment avec l'enduit 5183 |
| Zone affectée par la chaleur | Adoucissement limité ; les propriétés restent adaptées aux structures primaires |
| Traitement post-soudage | Normalement, aucun traitement thermique n'est requis ; redressage et inspection en standard |
En pratique, le 5383 démontre une résistance après soudure améliorée par rapport au 5083 conventionnel, permettant une utilisation plus sûre dans les joints de coque et de pont à forte charge.
Résistance à la corrosion en milieu marin
La teneur élevée en magnésium de l’alliage, les niveaux contrôlés de fer et de cuivre et les éléments stabilisants appropriés contribuent à une excellente résistance dans :
| Environnement | Performances de la plaque 5383 |
|---|---|
| Eau de mer ouverte (immergée) | Très bonne résistance aux piqûres et à la corrosion générale |
| Zones d'éclaboussures et de marée | Excellentes performances dans des conditions cycliques humides et sèches |
| Ambiance marine et brouillard salin | Faible taux de corrosion ; adapté aux ponts et superstructures |
| Eaux saumâtres et portuaires | Service fiable avec revêtements et entretien marins standard |
| Accouplement galvanique avec acier | Nécessite une isolation et un revêtement appropriés pour éviter les attaques bimétalliques |
Un système de peinture ou de revêtement approprié est toujours recommandé pour les coques et les ponts afin de prolonger davantage la durée de vie, en particulier dans des conditions abrasives ou lorsqu'un contrôle de l'encrassement est requis.
Formabilité, usinabilité et fabrication
| Propriété | Caractéristiques en 5383 |
|---|---|
| Formabilité | Bien; Les états H111 et O permettent une flexion et un roulage serrés pour la courbure de la coque |
| Usinabilité | Comparable à d'autres alliages Al‑Mg ; coupe nette avec un outillage approprié |
| Coupe | Plasma, jet d'eau, laser (pour les jauges plus fines) et découpe mécanique |
| Préparation des surfaces | Dégraissage et léger brossage ou sablage avant soudage et revêtement |
L’équilibre entre résistance et ductilité de l’alliage permet une fabrication efficace avec un risque minimal de fissuration pendant le formage ou le soudage.
Comparaison : 5383 vs 5083 pour une utilisation marine
| Propriété / Aspect | 5383 Plaque Marine | 5083 Plaque Marine |
|---|---|---|
| Force (rendement) | Plus haut | Base de référence standard pour Al‑Mg marine |
| Rétention de la force de soudure | Amélioré | Bon, mais généralement inférieur à 5383 |
| Résistance à la corrosion | Excellent, optimisé pour la marine | Excellent |
| Trempes typiques pour la tôle de coque | H116 / H321 | H116 / H321 |
| Efficacité structurelle | Plus élevé en raison d’une résistance améliorée | Très bien |
| Tendance des applications | Une utilisation croissante dans les nouvelles constructions | Alliage de référence largement utilisé |
Les chantiers navals choisissent souvent le 5383 là où les règles de classification et de conception le permettent, pour réduire le poids structurel ou pour gagner des marges de sécurité supplémentaires sans augmenter l'épaisseur.
Pourquoi choisir la plaque d'aluminium marine 5383
Pour les constructeurs navals, les architectes navals et les ingénieurs offshore souhaitant équilibrer sécurité, performances et coût du cycle de vie, la plaque d'aluminium marine 5383 offre une solution très efficace :
- Prend en charge des navires plus légers, plus rapides et plus économes en carburant
- Offre une résistance fiable à la corrosion à long terme dans des conditions d’eau de mer difficiles
- Fournit une excellente soudabilité et des performances structurelles après fabrication
- Compatible avec les pratiques de conception marine établies et les normes de classification
En passant des alliages traditionnels au 5383, les projets marins peuvent atteindre une efficacité structurelle plus élevée et un service plus durable, en particulier dans les applications exigeantes de coque et de pont.
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