Tout sur l’aluminium 5052 (propriétés, résistance et utilisations)

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L’aluminium commercial moderne existe en plusieurs types, appelés alliages, et chacun offre des avantages uniques selon l’alliage choisi. Un alliage est un matériau d’ingénierie amélioré, fabriqué en ajoutant des éléments uniques à un métal de base. Dans cet article, le métal de base en question est l’aluminium, et ces éléments uniques peuvent être du silicium, du cuivre, du zinc et/ou de nombreux autres éléments métalliques. Ces éléments « d’alliage » peuvent augmenter la résistance, la conductivité, la résilience ou les propriétés chimiques du métal de base, et le rendre plus polyvalent en tant que matériau d’ingénierie. L’aluminium s’allie facilement, il existe donc de nombreuses séries d’alliages d’aluminium qui ont été organisées par l’Association de l’aluminium (AA Inc.) en fonction de leurs éléments d’alliage et auxquelles on a donné un nom à quatre chiffres. Nous nous intéresserons ici à l’alliage d’aluminium 5052, qui fait partie de la série 5xxx des alliages d’aluminium, ou de ceux qui utilisent le magnésium comme principal élément d’alliage (pour mieux comprendre la nomenclature des alliages d’aluminium, veuillez consulter notre article sur l’alliage d’aluminium 6061). Les propriétés physiques, mécaniques et chimiques de l’aluminium 5052 seront mises en évidence dans cet article pour montrer qu’il s’agit d’une ressource inestimable pour certaines applications vitales.

Propriétés physiques de l’aluminium 5052

Comme expliqué précédemment, les alliages d’aluminium présentent des pourcentages spécifiques d’éléments d’alliage qui améliorent les propriétés du matériau ; ces pourcentages sont importants, car ils différencient un alliage d’un autre, notamment au sein d’une même série. L’aluminium de type 5052 contient 97,25% d’Al, 2,5% de Mg et 0,25% de Cr, et sa densité est de 2,68 g/cm3 (0,0968 lb/in3). En général, l’alliage d’aluminium 5052 est plus solide que d’autres alliages populaires tels que l’aluminium 3003 et présente également une meilleure résistance à la corrosion en raison de l’absence de cuivre dans sa composition.

Les propriétés de l’alliage d’aluminium 5052 diffèrent en fonction de la façon dont il est travaillé à froid, ou rendu plus solide à l’aide du processus d’écrouissage. Lorsqu’ils sont travaillés, ou modifiés de façon permanente dans leur forme (pensez au pliage, au formage, au laminage, etc.), les métaux tels que l’aluminium augmentent leur résistance mais diminuent leur malléabilité. C’est une conséquence de la structure moléculaire du métal, mais pour la brièveté de cette explication, sachez simplement qu’il existe des méthodes mécaniques pour rendre les alliages d’aluminium plus résistants. Il existe plusieurs procédures différentes pour écrouir l’alliage d’aluminium 5052, mais cet article utilise les valeurs de résistance de l’alliage d’aluminium 5052 durci H32 (5052-H32). Notez que cet alliage ne peut pas être renforcé en utilisant le processus de traitement thermique, dont bénéficient d’autres alliages d’aluminium tels que l’aluminium 7075 ou l’aluminium 6061 (vous trouverez plus d’informations sur le traitement thermique dans ces articles respectifs).

Propriétés mécaniques

Il existe quelques mesures importantes à connaître pour comprendre les propriétés mécaniques d’un matériau d’ingénierie, et elles sont toutes résumées dans le tableau 1 ci-dessous.

Les deux premières valeurs importantes sont le module d’élasticité et le module de cisaillement, qui représentent la réponse d’un matériau aux forces axiales (traction/poussée) et de cisaillement (torsion/coupe), respectivement. Ces mesures sont trouvées empiriquement en utilisant des tests de contrainte, et le module d’élasticité et le module de cisaillement de l’aluminium 5052 sont respectivement de 70,3 GPa (10 200 ksi) et 25,9 GPa (3 760 ksi).

La limite d’élasticité et la résistance ultime sont également des valeurs centrales à connaître lors de la spécification d’un matériau. Elles représentent la quantité maximale de contrainte qui provoque une déformation élastique (non permanente) et plastique (permanente). Pour une compréhension plus approfondie de ces valeurs, consultez notre article tout sur l’alliage d’aluminium 7075. La limite d’élasticité est généralement la valeur la plus préoccupante dans les applications statiques, où le matériau ne doit jamais se déformer de façon permanente (comme dans les applications structurelles). Cependant, la limite d’élasticité peut être nécessaire dans certains cas spécifiques, il n’est donc pas inutile de la connaître. L’alliage d’aluminium 5052 a une limite d’élasticité de 193 MPa (28 000 psi) et une résistance ultime à la traction de 228 MPa (33 000 psi), ce qui signifie qu’il est modérément résistant par rapport à d’autres alliages quelque peu populaires.

La résistance au cisaillement est la résistance d’un matériau lorsqu’il est « cisaillé » par des forces opposées le long d’un plan. L’alliage d’aluminium 5052 est souvent exposé à cette contrainte, car il est couramment embouti à partir d’une plaque de tôle. Essentiellement, la force de l’estampage s’oppose à la force de la plaque sur la surface de travail, cisaillant (ou coupant) le métal à travers le plan perpendiculaire (ou la dimension la plus fine de la tôle). Pour une compréhension plus intuitive de ces valeurs, n’hésitez pas à consulter notre article sur l’alliage d’aluminium 6061. La résistance au cisaillement de l’alliage d’aluminium 5052 est de 138 MPa (20000 psi), ce qui est encore une fois modérément plus fort que certains autres alliages courants.

Tableau 1 : Résumé des propriétés mécaniques de l’alliage d’aluminium 5052.

Résistance à la corrosion

5052 alliage d’aluminium est particulièrement utile en raison de sa résistance accrue aux environnements caustiques. Tous les alliages d’aluminium forment une couche d’oxyde en présence d’air/eau, qui protège l’aluminium chimiquement actif de toute réaction supplémentaire avec l’environnement extérieur. Le degré de résistance à la corrosion dépend de la température, des produits chimiques en suspension dans l’air et de l’environnement de travail immédiat ; toutefois, dans les conditions ambiantes, l’aluminium 5052 résiste exceptionnellement bien. L’aluminium de type 5052 ne contient pas de cuivre, ce qui signifie qu’il ne se corrode pas facilement dans un environnement d’eau salée qui peut attaquer et affaiblir les composites cuivre-métal. L’alliage d’aluminium 5052 est, par conséquent, l’alliage préféré pour les applications marines et chimiques, où d’autres aluminiums s’affaibliraient avec le temps. En présence d’un sol alcalin, l’aluminium 5052 peut provoquer des effets corrosifs tels que des piqûres, mais il est difficile de généraliser en raison de la grande variation de la composition des sols. En raison de sa teneur élevée en magnésium, l’aluminium 5052 résiste particulièrement bien à la corrosion de l’acide nitrique concentré, de l’ammoniac et de l’hydroxyde d’ammonium. Tout autre effet caustique peut être atténué/supprimé par l’utilisation d’un revêtement de couche protectrice, ce qui rend l’alliage d’aluminium 5052 très attrayant pour les applications qui nécessitent un matériau inerte mais résistant.

Applications de l’aluminium 5052

5052 est plus solide que les autres alliages populaires et présente une résistance accrue à la corrosion. Ces caractéristiques permettent à l’aluminium 5052 d’exceller dans l’industrie maritime ainsi que dans les applications électroniques et chimiques. Les utilisations de l’aluminium 5052 sont vastes, mais certaines applications notables comprennent :

• Vaisseaux sous pression
• Équipement marin
• Coffrets électroniques
• Châssis électroniques
• Tubes hydrauliques
• Équipement médical
• Signaux de matériel informatique

pour ne citer que quelques exemples courants.

Sommaire

Cet article a présenté un bref résumé des propriétés, de la résistance et des applications de l’aluminium 5052. Pour des informations sur d’autres produits, consultez nos guides supplémentaires ou visitez la plateforme de découverte des fournisseurs Thomas pour localiser des sources d’approvisionnement potentielles ou consulter les détails de produits spécifiques. Nous disposons également de guides sur d’autres types d’aluminium, notamment l’aluminium 6061, l’aluminium 7075 et l’aluminium 3003.

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