Qu'est-ce que l'aluminium 5052 ? Propriétés, résistance, utilisations et applications ?

Qu'est-ce que l'aluminium 5052 ?

aluminium 5052 existe en de nombreux 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 le silicium, le cuivre, le 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 est facilement allié, il existe donc de nombreuses séries d'alliages d'aluminium organisées par The Aluminum Association (AA Inc.) en fonction de leurs éléments d'alliage, chacune portant un nom à quatre chiffres. L'alliage d'aluminium 5052 sera le principal sujet de cet article, qui provient de la série 5xxx des alliages d'aluminium, ceux qui utilisent le magnésium comme principal élément d'alliage (pour une meilleure compréhension de la nomenclature des alliages d'aluminium, veuillez consulter notre article complet sur l'alliage d'aluminium 6061). Les propriétés physiques, mécaniques et chimiques de l'aluminium 5052 seront mises en avant dans cet article pour montrer qu'il est une ressource inestimable pour certaines applications vitales.

Propriétés physiques de l'aluminium 5052

Comme expliqué précédemment, les alliages d'aluminium contiennent 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, surtout au sein de la même série. Le type d'aluminium 5052 contient 97,251 % Al, 2,51 % Mg et 0,251 % Cr, et sa densité est de 2,68 g/cm3 (0,0968 lb/in3). En général, l'alliage d'aluminium 5052 est plus résistant 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 varient en fonction de la manière dont il est travaillé à froid, ou renforcé par le processus de durcissement par déformation. Lorsqu'il est travaillé, ou modifié de façon permanente en forme (comme le pliage, le formage, le laminage, etc.), les métaux tels que l'aluminium augmentent en résistance mais diminuent en malléabilité. Cela est dû à la structure moléculaire du métal, mais pour simplifier cette explication, sachez simplement qu'il existe des méthodes mécaniques pour renforcer les alliages d'aluminium. Plusieurs procédures différentes existent pour durcir par déformation l'alliage d'aluminium 5052, mais cet article utilise les valeurs de résistance de l'alliage 5052-H32 durci (5052-H32). Notez que cet alliage ne peut pas être renforcé par traitement thermique, contrairement à d'autres alliages d'aluminium tels que 7075 ou 6061 (plus d'informations sur le traitement thermique sont disponibles dans ces articles respectifs).

Propriétés mécaniques

Il existe des mesures importantes à connaître pour comprendre les propriétés mécaniques d'un matériau d'ingénierie, 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/compression) et aux forces de cisaillement (torsion/coupe), respectivement. Ces mesures sont déterminées empiriquement par 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 contrainte maximale provoquant une déformation élastique (non permanente) et plastique (permanente). Pour une compréhension plus approfondie de ces valeurs, consultez notre article complet sur l'alliage d'aluminium 7075. La limite d'élasticité est généralement la valeur la plus importante dans les applications statiques, où le matériau ne doit jamais se déformer de façon permanente (comme dans les applications structurelles). Cependant, la résistance ultime peut être nécessaire dans certains cas, il est donc utile de la connaître. L'alliage d'aluminium 5052 a une limite d'élasticité de 193 MPa (28 000 psi) et une résistance à la traction ultime de 228 MPa (33 000 psi), ce qui signifie qu'il est modérément résistant comparé à certains autres alliages 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 soumis à cette contrainte, car il est couramment embouti à partir de plaques de tôle. Essentiellement, la force de l'embout oppose 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 complet sur l'alliage d'aluminium 6061. La résistance au cisaillement de l'alliage d'aluminium 5052 est de 138 MPa (20 000 psi), ce qui est encore modérément plus élevé que certains autres alliages courants.

Résumé des propriétés mécaniques de l'alliage d'aluminium 5052.

Résistance à la corrosion de l'aluminium 5052

aluminium 5052 L'alliage 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, ce qui protège l'aluminium chimiquement actif de toute réaction supplémentaire avec l'environnement extérieur. Le niveau de résistance à la corrosion dépend de la température, des produits chimiques atmosphériques et de l'environnement de travail proche ; cependant, dans des conditions ambiantes, l'aluminium 5052 tient exceptionnellement bien. Le type d'aluminium 5052 ne contient pas de cuivre, ce qui signifie qu'il ne corrode pas facilement dans un environnement d'eau salée qui peut attaquer et affaiblir les composites métalliques à base de cuivre. L'alliage d'aluminium 5052 est donc l'alliage préféré pour les applications marines et chimiques, où d'autres alliages d'aluminium s'affaibliraient avec le temps. L'aluminium 5052 en présence de sols alcalins peut provoquer des effets corrosifs tels que la piqûre, mais cela est difficile à généraliser en raison de la grande variation des compositions des sols. En raison de sa teneur élevée en magnésium, le 5052 résiste particulièrement bien à la corrosion causée par l'acide nitrique concentré, l'ammoniac et l'hydroxyde d'ammonium. Tout autre effet caustique peut être atténué ou éliminé par l'utilisation d'un revêtement protecteur, ce qui rend l'alliage d'aluminium 5052 très attractif pour les applications nécessitant un matériau inerte mais résistant.

Applications de l'aluminium 5052

aluminium 5052 est plus résistant que d'autres alliages populaires et possède une résistance accrue à la corrosion. Ces caractéristiques permettent à l'aluminium 5052 d'exceller dans l'industrie marine ainsi que dans les applications électroniques et chimiques. Les usages de l'aluminium 5052 sont vastes, mais certaines applications notables incluent :

Récipients sous pression
Équipements marins
Enceintes électroniques
Châssis électronique
Tubes hydrauliques
Équipement médical
Panneaux matériels

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