Quelles sont les propriétés clés de la bobine d’aluminium 5052 ?
Le5052 aluminiumL'alliage appartient à la série 5xxx, réputée pour sa composition dominée par le magnésium (2,2 à 2,8 % de Mg, 0,15 à 0,35 % de Cr). Cet alliage offre une synergie unique de résistance et de résistance à la corrosion, atteignant une plage de résistance à la traction de 210 à 270 MPa en trempe H32, soit près du double de celle de l'aluminium pur. Sa structure écrouie offre une résistance exceptionnelle à la fatigue, ce qui la rend idéale pour les applications de charge dynamique comme les composants marins.
Composition chimique de l'alliage d'aluminium 5052 (%)
| Grade | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti |
| 5052 | 0,25 | 0,4 | 0,1 | 0,1 | 2.2-2.8 | 0,15-0,35 | 0,1 | – |
Contrairement aux alliages 6xxx, le 5052 ne contient pas de silicium, ce qui lui confère des performances supérieures en matière de corrosion en eau salée (perte de masse ASTM G67 <15 mg/cm² après 24 heures d'exposition). La teneur en chrome améliore encore la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, essentielle pour les réservoirs de carburant et les conteneurs de produits chimiques. La conductivité thermique se situe à 138 W/m·K, équilibrant les besoins de dissipation thermique dans les systèmes CVC sans compromettre la formabilité.
Propriétés mécaniques de la bobine d'aluminium 5052
| Grade | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Allongement (%) |
| 5052 | 173-305 | ≥65 | – |
Pour les fabricants d'aluminium, le taux d'allongement du 5052 (12 à 25 % selon l'état) prend en charge les opérations d'emboutissage profond et de profilage. Sa dureté Brinell (60–95 HB) permet un usinage sans usure excessive de l'outil, bien que les fraises en carbure soient recommandées pour la production en grand volume.
Comment la bobine d'aluminium 5052 se compare-t-elle à 3003 ou 6061 ?
Le trilemme de sélection des alliages (résistance, résistance à la corrosion et coût) devient clair lorsque l'on compare les 5052 aux 3003 et 6061.
5052 contre 3003 : Bien que les deux ne puissent pas être traités thermiquement, la teneur en magnésium du 5052 offre une limite d'élasticité 30 % plus élevée. Cependant, la composition du manganèse du 3003 offre une meilleure résistance à l'oxydation à haute température, ce qui le rend préférable pour les échangeurs de chaleur.
5052 contre 6061 : La variante 6061-T6 offre une résistance supérieure (310 MPa en traction) grâce aux précipités de magnésium-siliciure, mais souffre dans les environnements marins. Le 5052 surpasse le 6061 dans les tests au brouillard salin par une marge de 3:1. En termes de coût, les bobines 5052 sont 15 à 20 % moins chères que les 6061.
La sélection des matériaux dépend en fin de compte de leur application.
- Choisissez le 5052 pour le matériel marin, les remorques de camion et les boîtiers électroniques.
- Optez pour le 3003 en garnitures décoratives ou en systèmes thermiques.
- Sélectionnez le 6061 pour les cadres structurels nécessitant une soudabilité et un traitement thermique.
Meilleures pratiques pour le soudage de bobines d’aluminium 5052
Le soudage 5052 exige un contrôle méticuleux des paramètres pour éviter la combustion et la porosité du magnésium. Le soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW) avec du fil d'apport 5356 (4 à 5 % de magnésium) est préféré pour une composition adaptée. Maintenir le gaz de protection (Ar + 25–50 % He) à 20–25 CFH pour stabiliser l'arc et minimiser l'inclusion d'oxyde.
La préparation avant soudure n'est pas négociable :
- Dégraisser à l'acétone, puis graver dans une solution de NaOH à 10 % (60°C, 5 min).
- Rincer avec une solution HNO3 (20 %) pour neutraliser l'alcalinité.
- Souder dans les 8 heures pour éviter la réoxydation.
Le recuit post-soudage à 345°C pendant 1 heure restaure les propriétés de trempe H32 dans les zones affectées par la chaleur. Pour le soudage au laser, qui gagne du terrain dans la production de plateaux de batteries pour véhicules électriques, utilisez le mode pulsé à une puissance de 3 à 5 kW avec un diamètre de point de 0,6 mm pour contrôler la vaporisation du magnésium.
Comment le 5052 se comporte-t-il dans un environnement corrosif ?
La résistance à la corrosion du 5052 provient de sa couche dense d'oxyde MgO-Al2O3, qui s'auto-répare dans des environnements de pH 4 à 9. Lors des tests au brouillard salin ASTM B117, le 5052-H32 présente un taux de corrosion <0,1 mm/an, surpassant ainsi l'acier inoxydable 304 dans les environnements riches en chlorures.
Exemple concret : les passerelles pour plates-formes pétrolières offshore utilisant 5 052 feuilles rapportent une durée de vie de 15 ans contre 8 ans pour les alternatives en acier au carbone. Cependant, évitez d'associer le 5052 à des alliages de cuivre (par exemple, des raccords en laiton) pour éviter la corrosion galvanique ; utiliser des joints isolés si cela est inévitable.
Pour les environnements extrêmes (pH <2,5 ou >11), appliquez un revêtement de conversion au chromate (MIL-DTL-5541) ou des systèmes de peinture aux polymères fluorés. Les progrès récents en matière d'oxydation électrolytique par plasma (PEO) peuvent augmenter la résistance à la corrosion du 5052 de 400 %, ce qui change la donne pour les usines de dessalement.
Comment réduire le coût de l’aluminium 5052 ?
- Optimisation de la trempe : spécifiez H34 au lieu de H32, où une résistance supérieure de 10 % permet une réduction de l'épaisseur.
- Imbrication de largeur : utilisez des bobines de 1 500 mm au lieu des bobines standard de 1 220 mm pour réduire les rebuts lors de l'emboutissage des panneaux automobiles.
- Traitement thermique en vrac : négociez les prix de l'usine pour les commandes de plus de 20 tonnes avec des cycles de recuit partagés.
- L'analyse des coûts du cycle de vie révèle souvent la supériorité du 5052 : alors que les coûts initiaux dépassent de 30 % l'acier au carbone, sa durée de vie 3 fois plus longue dans des environnements corrosifs réduit considérablement les budgets de remplacement et de maintenance.