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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

À partir de l’état recuit complet (fiche Al-28), la plaque a été laminée à froid pour obtenir un taux de réduction de 50 % (fiche Al-29). Un traitement thermique de stabilisation a ensuite été effectué pour amener l’alliage à l’état H32. Les paramètres du traitement thermique de stabilisation effectué sont les suivants :

1. Montée en température jusqu’à 220 °C;
2. Maintien de 3 heures à cette température;
3. Refroidissement à l’air calme.

État métallurgique

L’état métallurgique est « H32 », ce qui signifie que la plaque laminée en alliage AA 5052 a reçu un traitement de stabilisation. Cet état « H32 » 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, H36, 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. La solubilité du magnésium 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, qui apparaissent sphériques et grisâtres. La présence de petits précipités de Mg₂Al₃ en bandes (aux joints de grains) est un indicateur d’une séquence d’écrouissage suivant 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 écrouissage. Le traitement thermique de restauration laisse la microstructure avec le degré d’écrouissage initial.

Remarques sur les propriétés mécaniques

L’alliage AA5052, comme tous les alliages de cette série, n’est pas durcissable par traitement thermique. Les propriétés mécaniques sont améliorées par l’ajout de magnésium et par écrouissage. Les états métallurgiques H14, H16 ou H18 sont intermédiaires avant d’atteindre les états H32, H34 et H36 par traitement de stabilisation.

Les propriétés mécaniques des états H32 à H38 surpassent celles de la plupart des alliages de la série 3xxx et rivalisent avec celles de certains alliages de la série 6xxx. L’état H32 permet d’augmenter la résistance mécanique d’environ 20 % tout en doublant la limite élastique qui serait obtenue avec un état recuit complet « O ».

Les propriétés recherchées pour l’alliage AA 5052 sont une excellente aptitude à la déformation à chaud (extrusion, forgeage, emboutissage, cintrage, laminage), une bonne soudabilité et une excellente résistance à la corrosion. Une fois à l’état H32, l’état est dit « terminal » et la pièce peut recevoir, au choix, un traitement de surface par anodisation (transparente ou 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-28 Aluminium de corroyage AA 5052 O
• Al-29 Aluminium de corroyage AA 5052 H16

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 est un don (retaille) d’un industriel.

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