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métallographiques

Nomenclature

Les alliages d’aluminium de corroyage de la série 5xxx contiennent principalement du magnésium comme élément d’alliage. Des éléments comme le silicium, le fer, le cuivre, le manganèse, le zinc, le vanadium et le titane sont ajoutés pour apporter une ou des caractéristiques particulières. L’alliage AA 5052 porte aussi les désignations équivalentes 3.3523, AW-5052, AlMg2.5, L80/81, A-G2,5C, L-3360 et A95052.

Méthode d’élaboration

Une plaque laminée de 19,6 mm d’épaisseur a été amenée à l’état recuit complet. Les paramètres de traitement thermique appliqués sont les suivants  :

1. Montée en température jusqu’à 350 °C;
2. Maintien de 3 heures à cette température;
3. Refroidissement à l’air calme.

État métallurgique

L’état métallurgique est « O », ce qui signifie que la plaque a reçu un traitement de recuit complet. L’état recuit doit respecter la norme ASTM B209 en ce qui concerne les propriétés mécaniques.

Remarques sur la composition chimique

L’alliage AA 5052 contient environ 2,6 % de magnésium comme élément d’addition principal. Le magnésium permet de durcir la matrice d’aluminium par solution solide de substitution. Lorsque le magnésium n’est pas en solution solide, il y a présence du composé « β », soit le Mg₂Al₃.

Après écrouissage et repos à température ambiante (ou température un peu plus élevée), le composé Mg₂Al₃ peut précipiter aux joints de grains, ce qui va rendre l’alliage susceptible à la corrosion intergranulaire ou sous contrainte. Pour éviter cette situation, si la résistance à la corrosion et la résistance mécanique sont deux critères importants, une pièce à l’état écroui et stabilisé (H32, H34, etc.) sera généralement utilisée.

À titre comparatif, 0,8 % de magnésium provoque un durcissement équivalent à celui provoqué par 1,25 % de manganèse, mais le magnésium peut être ajouté en plus grande proportion. Sa solubilité dans l’aluminium à température ambiante est de l’ordre de 1 %.

Remarques sur la microstructure

Sans attaque chimique, des composés grisâtres de FeAl₃ sont identifiables. Des précipités plus fins et sphériques de Mg₂Al₃ (probables) de couleur grisâtre sont également visibles, mais le sont davantage lors de l’observation au fond noir (darkfield) ou sous attaque chimique.

L’attaque au HF 1 % ou au Keller accentue la présence des précipités de Mg₂Al₃ apparaissant sphériques et grisâtres. La présence de petits précipités de Mg₂Al₃ en bandes (aux joints de grains) confirme que l’échantillon a subi un traitement thermique de recuit. Il est à noter que les précipités de FeAl₃ apparaissent noircis après l’attaque chimique au HF 1 % (plutôt que grisâtres sans attaque chimique).

L’attaque au Barker avec filtre teintant et lumière polarisée permet d’observer la taille des grains et leur degré d’uniformité. Selon la « méthode des interceptions » de la norme ASTM E112, la taille des grains correspond à un indice « G » variable entre 3,5 et 6 selon, respectivement, l’orientation horizontale (longueur moyenne d’interception de 95 µm) ou verticale (longueur moyenne d’interception de 40 µm) analysée.

Remarques sur les propriétés mécaniques

L’alliage AA 5052, comme tous les alliages de cette série, n’est pas durci par traitement thermique. Les propriétés mécaniques sont améliorées par l’ajout de magnésium comme élément d’alliage et par écrouissage. Les propriétés mécaniques « typiques » à l’état recuit (Rm de 195 MPa et Re_0,2 de 90 MPa) sont appropriées lorsqu’une excellente aptitude à la déformation à chaud (extrusion, forgeage, emboutissage, cintrage, laminage) et une bonne soudabilité sont recherchées. Les états H32 à H38 surpassent la plupart des alliages de la série 3xxx et rivalisent avec certains alliages de la série 6xxx. Il est important d’utiliser un état H3X si une excellente résistance à la corrosion est nécessaire plutôt que les états H2X. Il est à noter que cet alliage AA 5052 peut être anodisé (avec coloration).

Préparation métallographique

1. Meulage sur papier 320 grains (2 min.);
2. Polissage avec particules diamantées en suspension MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-Mol 3 µm (6 min.) (optionnelle), MD-Mol 1 µm (5 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry (1 min.) (finition).

Fiches d’alliages associés

• Al-29 Aluminium de corroyage AA 5052 H16
• Al-30 Aluminium de corroyage AA 5052 H32

Applications possibles

L’alliage AA 5052 est utilisé pour des applications nécessitant une combinaison des caractéristiques suivantes : bonne formabilité, bonne résistance à la corrosion (surtout atmosphère marine), bonne résistance à la fatigue, soudabilité et résistance mécanique pour des charges statiques. Il est donc principalement utilisé pour des applications structurales.

Applications typiques : feuilles, plaques ou tubes pour le travail à froid, tubes hydrauliques, électroménagers, luminaires urbains, câbles, applications architecturales, échangeurs de chaleur, rivets, pales de ventilateurs, réservoirs, applications marines, remorques et wagons de train.

Provenance/Fabrication

La plaque originale est un don (retaille) d’un industriel.

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