L'alliage 5083 et le concept de qualité marine
L'aluminium 5083 est un alliage d'Al-Mg non-traitable thermiquement-avec 4,0-4,9 % de magnésium, la teneur en magnésium la plus élevée dans une utilisation commerciale de routine sans manipulation spéciale dans un broyeur. La qualité marine ne décrit pas une composition en soi : elle décrit les tôles produites selon la norme ASTM B928/B928M, une spécification écrite spécifiquement pour les tôles et tôles à haute teneur en magnésium-pour le service maritime. La spécification ne reconnaît que deux états pour une utilisation marine structurelle, H116 et H321, qui sont tous deux produits par une voie thermique et de durcissement sous contrainte contrôlée qui maintient le magnésium en solution solide et maintient donc la plaque résistante à la fissuration intergranulaire et à la corrosion sous contrainte dans l'eau de mer.
Composition et tempéraments enregistrés
| Élément | Limite (% en poids) |
|---|---|
| Mg | 4.0 - 4.9 |
| Mn | 0.40 - 1.0 |
| Cr | 0.05 - 0.25 |
| Si | 0,40 maximum |
| Fe | 0,40 maximum |
| Cu | 0,10 maximum |
| Zn | 0,25 maximum |
| Ti | 0,15 maximum |
| Al | Équilibre |
H116 s'applique aux tôles jusqu'à environ 40 mm et H321 aux tôles d'environ 40 mm à 76 mm ; les deux sont fournis à l'état roulé sans que l'utilisateur ait à effectuer un traitement thermique supplémentaire. Lorsque la plaque est formée ultérieurement, H111 peut être commandé pour des pièces non structurelles légèrement sollicitées.
Propriétés mécaniques
| Caractère | Résistance à la traction, min | Limite d'élasticité, min |
|---|---|---|
| O (recuit) | 275 MPa (40 ksi) | 145 MPa (21 ksi) |
| H116 / H321 | 305 MPa (44 ksi) | 230 MPa (33 ksi) |
Les valeurs sont des résultats longitudinaux minimaux tirés des exigences de la norme ASTM B928/B928M et vérifiés sur des échantillons testés selon la norme ASTM E8. La résistance à la traction n'est qu'une partie du problème pour les travaux maritimes : étant donné que l'alliage ne durcit pas avec le vieillissement, l'avantage de la conception réside dans la combinaison d'une résistance modérée, d'une faible densité d'environ 2,66 g par centimètre cube et d'une ténacité conservée à des températures allant jusqu'au service cryogénique.
Comportement à la corrosion par l’eau de mer
Dans l'eau de mer, l'alliage se corrode uniformément plutôt que localement, à des taux généralement de l'ordre de 0,025-0,05 mm par an dans des conditions d'immersion, et c'est ce mode d'attaque uniforme et prévisible qui le rend attrayant pour le bordé de coque. Les films superficiels de végétation marine et les dépôts carbonatés formés en service ne sont pas nocifs ; cependant, les crevasses le sont, car les zones stagnantes à faible teneur en oxygène entretiennent les conditions qui conduisent à une attaque accélérée. La susceptibilité intergranulaire est contrôlée par le test sensible de perte de masse à l'acide nitrique de la norme ASTM G67, qui fait partie de la voie de qualification pour les états H116 et H321.
Fabrication et soudure
L'alliage se soude bien par les procédés à l'arc gazeux métallique et à l'arc gazeux au tungstène utilisant une charge 5183 ou 5356, et par soudage par friction malaxage, qui produit une fine pépite recristallisée et évite la porosité et la fissuration à chaud qui peuvent se produire avec les méthodes de fusion. L'apport de chaleur doit être limité et la température entre les passes contrôlée, car une chaleur excessive-précipite à nouveau le magnésium le long des joints de grains dans la zone affectée par la chaleur-et réduit à la fois la résistance à la corrosion et la ténacité. Les plaques sont fournies de 0,2 mm à 600 mm d'épaisseur et jusqu'à 2 650 mm de largeur, avec découpe, préparation des bords, contrôle de planéité et film protecteur disponibles pour la fabrication en atelier.
Applications
Les utilisations finales typiques comprennent les tôles de coque, les ponts, les superstructures et les cloisons, les pétroliers et les chimiquiers, les bateaux de travail et les navires de pêche, les passerelles offshore, les réservoirs de confinement et de transport de GNL et de GPL, les caisses de wagons, les châssis de véhicules et les équipements cryogéniques.
Foire aux questions
Q:Quelle est la différence entre le 5083-H116 et le 5083-H321 ?
R : Les deux sont des états marins produits selon la norme ASTM B928/B928M ; Le H116 est appliqué à la gamme de tôles les plus fines et le H321 aux tôles plus lourdes, l'alliage étant stabilisé afin de résister aux attaques intergranulaires dans l'eau de mer.
Q:La plaque 5083 peut-elle être traitée thermiquement pour augmenter sa résistance ?
R : Non. L'alliage ne peut pas être traité thermiquement et acquiert ses propriétés grâce au renforcement d'une solution solide et à l'écrouissage. La résistance est donc contrôlée par la sélection de l'état plutôt que par la trempe et le vieillissement.
Q:Quel métal d’apport utiliser pour le soudage des coques ?
R : Le filler 5183 ou 5356 de la famille 5xxx est utilisé pour 5083 ; La sélection du mastic doit toujours être qualifiée par une procédure et des tests mécaniques pour le joint et l'épaisseur spécifiques.
Q:Le 5083 est-il adapté au service cryogénique ?
R : Oui. L'alliage conserve sa ténacité à basse température, c'est pourquoi il est utilisé pour le confinement du GNL et du GPL ainsi que pour d'autres réservoirs et tuyauteries cryogéniques.
Q:Comment est vérifiée la résistance à la corrosion intergranulaire ?
R : Par le test de perte de masse-de la norme ASTM G67, effectué sur des échantillons de la plaque de production dans le cadre de la qualification de trempe, appuyé, le cas échéant, par des tests au brouillard salin-selon la norme ASTM B117.
Q:La plaque peut-elle être fournie avec un film protecteur ?
R : Oui. La plaque à planéité contrôlée-est normalement fournie avec un film de protection amovible et sur des palettes en bois adaptées au fret maritime, avec une qualité de film sélectionnée pour les opérations de fabrication effectuées par le client.