Comprendre l’aluminium 5356 – Composition, propriétés et utilisations

Dans la fabrication moderne, l'alliage d'aluminium 5356 brille par ses propriétés extraordinaires. Cet alliage polyvalent présente une bonne résistance, une résistance exceptionnelle à la corrosion et une meilleure soudabilité, ce qui en fait la meilleure option pour de nombreuses utilisations industrielles. Aujourd'hui, nous allons voir la composition, les principales propriétés et les utilisations de l'alliage 5356.

Qu'est-ce que l'alliage d'aluminium 5356 ?

Le 5356 est un métal d'apport de soudage spécial de la famille aluminium-magnésium (série 5000). Il contient environ 5% de magnésium et est l'un des alliages d'aluminium les plus largement utilisés. alliages de remplissage pour le soudage. Il est particulièrement utile pour souder des alliages pouvant être traités thermiquement tels que les alliages 6082 et 6061 et les alliages magnésium-aluminium.

Composition chimique

Le 5356 est principalement composé d'aluminium et de magnésium (environ 5%). Ce magnésium confère au 5356 ses propriétés distinctives et en fait un matériau d'apport très apprécié pour le soudage.

Outre l'aluminium et le magnésium, cet alliage contient également de petites quantités d'autres éléments comme le chrome, le manganèse, le titane, etc. La composition complète est donnée dans ce tableau.

Élément	Pourcentage (%)
Aluminium	92.9 – 95.3
Magnésium	4.5 – 5.5
Chrome	0.05 – 0.20
Manganèse	0.05 – 0.20
Titane	0.06 – 0.20
Silicium	Max 0,25
Fer	Max 0,40
Cuivre	Max 0,10

Chaque élément supplémentaire est plafonné à 0,05%. Le total de tous les autres éléments ne doit pas dépasser 0,15%. En respectant ces limites de composition exactes qui sont spécifiées par les normes industrielles, le 5356 conserve sa résistance exceptionnelle à la corrosion et au cisaillement.

Propriétés physiques et mécaniques

L'alliage 5356 possède des propriétés mécaniques et physiques particulières.

Propriétés physiques

Densité:Le 5356 a une densité de 2,64 g/cm³, ce qui en fait un métal léger mais aussi solide en même temps.

Point de fusion:Cet alliage fond dans une plage de température comprise entre 571°C et 635°C, il est donc idéal pour le soudage.

Conductivité thermique:La conductivité thermique de l'aluminium 5356 est de 116 W/mK.

Conductivité électrique:5356 atteint 29% SIAC (International Annealed Copper Standard) qui garantissent une bonne conductivité électrique.

Propriétés mécaniques

Propriété	Valeur
Résistance ultime à la traction	200-250 MPa
Limite d'élasticité	83-207 MPa
Élongation	17% à une température de 293K
Dureté (BHN)	105

Résistance à la corrosion

L'alliage d'aluminium 5356 résiste à la corrosion par l'eau salée et par l'air. La présence de magnésium forme une couche protectrice à la surface qui empêche ce métal de se dégrader.

Applications

Le 5356 est un choix bien connu pour de nombreuses industries grâce à ses propriétés multifonctionnelles.

Industrie maritime

Le 5356 est une option largement utilisée dans le domaine des plates-formes offshore et de la construction navale. Sa résistance exceptionnelle à la corrosion dans l'eau salée, combinée à ses propriétés de soudage, le rend parfait pour la construction de ponts, de coques de navires et d'autres constructions marines qui doivent résister à des conditions difficiles.

Industrie automobile

Dans la fabrication automobile, le 5356 joue un rôle très important. Sa durabilité et sa résistance élevée sont nécessaires à la fabrication de pièces de suspension, de cadres et de composants structurels qui doivent fonctionner de manière fiable dans des conditions difficiles.

Utilisations structurelles

L'industrie de la construction dépend de l'alliage 5356 pour la construction de bâtiments, de ponts et d'éléments architecturaux. La résistance aux intempéries et la solidité de l'alliage en font un matériau adapté aux structures extérieures et intérieures.

Soudure et fabrication

Pour les professionnels du soudage, le 5356 est un métal d'apport de premier ordre pour travailler avec différents alliages d'aluminium. Sa résistance au cisaillement et son extraordinaire soudabilité en font un matériau idéal pour le soudage TIG et MIG, car il garantit des assemblages fiables et solides.

Industrie aérospatiale

Dans le secteur aéronautique, le 5356 est un matériau privilégié pour les pièces et les réparations d'aéronefs. Grâce à sa résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et à sa résistance élevée au cisaillement, cet alliage est idéal pour les pièces aéronautiques où la défaillance n'est pas une option.

Équipements récréatifs

Les fabricants d'équipements sportifs et de vélos optent généralement pour l'alliage 5356. Sa résistance exceptionnelle à la corrosion et son rapport résistance/poids en font un excellent matériau pour la fabrication de produits de loisirs de plein air qui doivent être à la fois durables et légers.

Secteur de l'énergie et des services publics

La résistance aux intempéries et la durabilité de l'alliage 5356 en font un matériau parfaitement adapté aux pièces de transmission de puissance et de services publics. Qu'il soit installé à l'extérieur ou dans un environnement à fortes contraintes, cet alliage peut résister à un environnement difficile et conserver son intégrité au fil du temps.

Avantages et limites

La norme 5356 présente de nombreux avantages et quelques limitations que vous devez garder à l’esprit.

Principaux avantages :

1. Résistance exceptionnelle à la corrosion: Le 5356 offre une protection extraordinaire contre la corrosion, en particulier dans les plans d'eau salée. Il est donc idéal pour les utilisations marines.
2. Résistance au cisaillement supérieure:Cet alliage d'aluminium possède une résistance au cisaillement exceptionnelle qui garantit des soudures durables et solides pour supporter de lourdes charges mécaniques.
3. Soudabilité exceptionnelle:Avec sa faible plage de solidification et son point de fusion, le 5356 minimise les projections et diminue les fissures à chaud pendant le soudage.
4. Multifonctionnalité:La substance fonctionne très bien avec différents alliages d'aluminium, en particulier alliages pouvant être traités thermiquement et des alliages contenant du magnésium.

Limites:

1. Sensibilité à la température:Lorsque les températures de service dépassent 150 °F (65 °C), l'alliage devient vulnérable à la fissuration par corrosion sous contrainte.
2. Problèmes de porosité: 5356 peut rencontrer des difficultés avec l'absorption de gaz hydrogène pendant le soudage. C'est pourquoi une utilisation appropriée du gaz de protection et un nettoyage sont nécessaires.
3. Problèmes d'oxydation:Comme tous les alliages d'aluminium, le 5356 forme également une couche d'oxyde qu'il faut nettoyer avant de souder pour garantir des joints solides.

Conclusion

En bref, le 5356 est un matériau de soudage polyvalent particulièrement réputé pour sa résistance exceptionnelle à la corrosion et au cisaillement. Son utilisation généralisée dans les secteurs de l'automobile, de la marine et de l'aérospatiale démontre sa fiabilité dans les applications difficiles.

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FAQ

Quelles méthodes de soudage sont les meilleures pour l’alliage d’aluminium 5356 ?

Cet alliage fonctionne mieux avec le soudage MIG et TIG. Les deux méthodes créent des soudures de qualité avec un minimum de projections et une pénétration exceptionnelle.

Comment la résistance à la fatigue des alliages 5356 se compare-t-elle à celle des autres alliages d'aluminium ?

Le 5356 présente une résistance à la fatigue de 40 000 psi. Cette résistance surpasse les résistances à la fatigue d'alliages bien connus comme le 2024 (20 000 psi), le 6061 (14 000 psi) et le 7075 (23 000 psi). Cela rend le 5356 relativement résistant pour les applications de soudage.

Comment la présence d'impuretés affecte-t-elle les propriétés du 5356 ?

Les impuretés telles que le lithium, le calcium et le sodium peuvent avoir un impact considérable sur les performances de l'alliage. Elles favorisent la formation de porosité, augmentent la solubilité de l'hydrogène dans la masse fondue et peuvent entraîner davantage de rejets lors de la fabrication.

Quelles sont les pannes les plus courantes dans les pièces 5356 ?

Les modes de défaillance les plus fréquemment observés sont les fissures dues aux contraintes thermiques, la porosité causée par l'absorption de gaz hydrogène et les imperfections du profil du cordon de soudure. Ces problèmes surviennent principalement lorsque des paramètres de soudage incorrects sont utilisés ou lorsque les procédures de nettoyage correctes ne sont pas suivies.