Aluminium 5083-H116
Introduction à l’aluminium 5083-H116
Aluminium 5083-H116 est un alliage aluminium-magnésium écroui, non traitable thermiquement, spécifiquement transformé pour une résistance accrue à la corrosion en environnements marins et en eau salée. L’état H116 indique que l’alliage a été écroui et stabilisé afin d’améliorer la résistance, la soudabilité et la résistance à la corrosion exfoliante et à la corrosion sous contrainte.
L’aluminium 5083-H116 est largement utilisé en usinage CNC pour les structures marines, les équipements offshore, les panneaux de transport et les composants de défense nécessitant une résistance robuste, d’excellentes performances de soudage et une stabilité anticorrosion à long terme.
Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de l’aluminium 5083-H116
Composition chimique (typique)
Élément | Plage de composition (wt.%) | Rôle clé |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | Équilibre | Métal de base pour la résistance à la corrosion |
Magnésium (Mg) | 4,0–4,9 | Principal élément de durcissement, améliore la résistance à l’eau de mer |
Manganèse (Mn) | 0,4–1,0 | Améliore la résistance et la ténacité |
Chrome (Cr) | 0,05–0,25 | Augmente la résistance à la corrosion en environnement marin |
Silicium (Si) | ≤0,40 | Élément résiduel |
Fer (Fe) | ≤0,40 | Élément résiduel |
Cuivre (Cu) | ≤0,10 | Élément résiduel |
Zinc (Zn) | ≤0,25 | Élément résiduel |
Propriétés physiques
Propriété | Valeur (typique) | Norme / condition d’essai |
|---|---|---|
Densité | 2,66 g/cm³ | ASTM B311 |
Point de fusion | 570–640°C | ASTM E299 |
Conductivité thermique | 121 W/m·K à 25°C | ASTM E1952 |
Conductivité électrique | 32% IACS à 20°C | ASTM B193 |
Coefficient de dilatation | 25,3 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacité calorifique spécifique | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Module d’élasticité | 70 GPa | ASTM E111 |
Propriétés mécaniques (état H116)
Propriété | Valeur (typique) | Norme d’essai |
|---|---|---|
Résistance à la traction | 310–350 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite d’élasticité (0,2%) | 230–280 MPa | ASTM E8/E8M |
Allongement | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureté | 85–95 HB | ASTM E10 |
Résistance à la fatigue | 110–130 MPa | ASTM E466 |
Résistance aux chocs | Excellente | ASTM E23 |
Caractéristiques clés de l’aluminium 5083-H116
Résistance à la corrosion de qualité marine : spécialement traité pour des performances supérieures en eau salée et en saumure. Résiste à la piqûration, à la corrosion sous contrainte et à la corrosion exfoliante.
Résistance renforcée en état stabilisé : offre une limite d’élasticité plus élevée que le 5083-O ou H321 tout en conservant ductilité et formabilité — idéal pour les pièces marines en plaque épaisse et les cadres structurels.
Excellente soudabilité sans fissuration après soudage : les assemblages soudés conservent plus de 90% de la résistance du matériau de base, notamment avec le fil d’apport 5356 en procédés MIG/TIG.
Bonne stabilité dimensionnelle : l’état H116 limite le gauchissement lors de l’usinage CNC, en particulier sur de grands panneaux plats ou des pièces structurelles.
Alliage non traitable thermiquement : la résistance mécanique est augmentée par écrouissage, et non par traitement thermique. Les propriétés restent stables même en service prolongé.
Défis et solutions d’usinage CNC pour l’aluminium 5083-H116
Défis d’usinage
Écrouissage : des passes agressives ou une mauvaise évacuation des copeaux peuvent provoquer une usure excessive des outils.
Arête rapportée (BUE) : l’adhérence du matériau peut réduire la qualité de surface et la durée de vie des outils.
Grande taille des composants : souvent utilisé en plaques grand format, nécessitant une fixation précise et des configurations CNC à couple élevé.
Stratégies d’usinage optimisées
Sélection des outils
Paramètre | Recommandation | Justification |
|---|---|---|
Matériau de l’outil | Carbure revêtu TiAlN ou carbure poli diamant | Réduit la friction et résiste au grippage |
Géométrie | Grand angle de coupe avec goujures de haute précision | Favorise l’écoulement des copeaux et l’intégrité de surface |
Vitesse de coupe | 200–350 m/min | Équilibre la température et la durée de vie des outils |
Avance | 0,10–0,25 mm/tr | Maintient des tolérances serrées et évite les vibrations |
Arrosage | Arrosage abondant ou brouillard haute pression (≥30 bar) | Évacue la chaleur et limite l’adhérence sur l’outil |
Paramètres de coupe de l’aluminium 5083-H116 (conformité ISO 513)
Opération | Vitesse (m/min) | Avance (mm/tr) | Profondeur de passe (mm) | Pression du lubrifiant (bar) |
|---|---|---|---|---|
Ébauche | 200–280 | 0,15–0,25 | 2,0–4,0 | 30–40 (arrosage) |
Finition | 280–350 | 0,05–0,10 | 0,2–1,0 | 40–60 (arrosage/brouillard) |
Traitements de surface pour les pièces CNC en aluminium 5083-H116
Anodisation: compatible avec l’anodisation de type II et l’anodisation dure ; ajoute jusqu’à 50 µm de protection pour les pièces marines.
Revêtement par poudre: permet d’atteindre >1000 heures de résistance au brouillard salin (ASTM B117) avec une épaisseur de 60–100 µm.
Électropolissage: renforce la résistance à la corrosion sur les géométries complexes et les canaux internes.
Passivation: garantit des surfaces propres pour les pièces avant revêtement ou en service brut.
Brossage: crée des finitions Ra 1,0–1,6 µm idéales pour les panneaux marins ou structurels antireflet.
Traitement Alodine: améliore la résistance à la corrosion sans altérer la continuité électrique. Utile pour les boîtiers et bornes électriques.
Revêtement UV: ajoute une résistance aux rayures et une clarté durable pour les surfaces exposées.
Revêtement laqué: empêche l’oxydation et améliore l’esthétique des pièces haut de gamme de défense et marines.
Applications industrielles de l’aluminium 5083-H116
Marine: coques de navire, plateformes offshore et boîtiers sous-marins nécessitant une résistance structurelle et une résistance à la corrosion en eau salée.
Défense: plaques de blindage, supports radar et cadres de support utilisés en environnements navals et tactiques.
Pétrole & gaz: brides de tuyauterie, colliers de riser et composants sous-marins exposés à des milieux agressifs.
Automobile (véhicules spéciaux): remorques-citernes, véhicules blindés et boîtiers de batterie où le poids et la résistance à la corrosion sont critiques.
Équipements industriels: supports porteurs usinés CNC, convoyeurs et carters de process exposés à des atmosphères industrielles corrosives.
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