Deux tempéraments, deux objectifs différents
5083-H111 et 5083-H116 sont tous deux des plaques Al-Mg-Mn fabriquées selon la même gamme de composition ASTM B209/B209M, et les deux sont courantes dans les chantiers navals, mais elles sont qualifiées selon des règles différentes. H111 est un état de formabilité : écroui et partiellement recuit afin que les panneaux puissent être roulés et pressés après la livraison. H116 est un état de service marin, défini dans la norme ASTM B928/B928M pour les alliages à haute teneur en magnésium contenant 3 % ou plus de magnésium, et il n'est accepté que lorsque le matériau passe également un test de corrosion plutôt qu'un simple test de traction.
La différence qui compte pour un architecte naval n'est pas l'étiquette mais ce qui se passe aux joints de grains lors d'une longue exposition à l'eau de mer et au temps chaud.
Pourquoi le H116 résiste mieux à la corrosion
Dans les alliages 5xxx, les performances en corrosion sont déterminées par la répartition de la phase bêta de Mg2Al3. Si cette phase forme un réseau continu le long des joints de grains, l'alliage devient sensible aux attaques intergranulaires et, sous contrainte prolongée, à la fissuration par corrosion sous contrainte. La tâche métallurgique dans la production de H116 est de maintenir la phase bêta discontinue.
H116 est obtenu grâce à un programme de durcissement sous contrainte soigneusement contrôlé-combiné à un traitement thermique du produit coulé et laminé à chaud-. La réduction finale à froid et l'historique de température sont choisis de manière à ce que la phase bêta précipite sous forme de particules discrètes plutôt que sous forme d'un film continu. Le résultat est une plaque qui conserve la résistance d'un 5083 écroui tout en gardant la chimie des limites des grains stable dans les atmosphères marines. C’est l’avantage spécifique du H116 par rapport au H111, qui est conçu autour de la ductilité et ne possède pas la même qualification en corrosion.
Normes, tests et valeurs mécaniques
La norme ASTM B928/B928M régit les états marins : elle fixe des propriétés mécaniques minimales et exige une résistance démontrée à la corrosion. ASTM G67, le test de perte de masse à l'acide nitrique, est la mesure d'acceptation pour la sensibilisation, et une perte de masse de 15 mg/cm² ou moins est la limite acceptée pour les plaques H116 et H321. ASTM G66, le test visuel ASSET, est utilisé pour évaluer la résistance à l'exfoliation. Les tests mécaniques sont effectués par lot et une inspection par ultrasons est disponible pour les tôles épaisses.
| Propriété | 5083-H111 | 5083-H116 |
|---|---|---|
| Spécification régissant | ASTMB209/B209M | ASTMB928/B928M |
| Résistance à la traction min, MPa | 275 | 305 |
| 0,2 % de contrainte d'épreuve min, MPa | 125 | 215 |
| Allongement min, % | 12 | 12 |
| Qualification corrosion | Non requis | Perte de masse ASTM G67, classification ASTM G66 |
| Formabilité | Meilleur du groupe H1x | Formation limitée à modérée |
Les deux états partagent la même composition : magnésium 4,0-4,9 %, manganèse 0,40-1,00 %, chrome 0,05-0,25 %, le silicium et le fer étant chacun limités à 0,40 % maximum et le cuivre à 0,10 % maximum.
Où chaque tempérament est spécifié
H116 : tôles de coque et raidisseurs, tôles de pont, éléments internes des ballasts d'eau de mer, superstructures, coques de navires de pêche, passerelles offshore et structures de zones d'éclaboussures.
H111 : cloisons intérieures, revêtements de rouf, canalisations de ventilation, panneaux de séparation non-structuraux et éléments formés soudés à terre.
Les deux : panneaux de camions et de remorques, revêtement de wagons, coques de réservoirs de produits chimiques et fabrication générale où la réduction de poids est importante.
Une pratique de spécification courante consiste à utiliser H116 pour toutes les structures mouillées par l'eau de mer-et H111 pour les éléments côté sec-ou hautement formés, ce qui maintient les zones critiques de corrosion-conformes tout en évitant le coût de formage supplémentaire d'un état plus fort.
Notes de fabrication et de contrôle qualité
La plaque H116 est plus rigide et moins indulgente que la H111. Les rayons de courbure minimum sont plus grands, le retour élastique est plus grand et les outils de presse plieuse doivent souvent être compensés. Le soudage est courant avec le mastic ER5183 ou ER5356 selon AWS A5.10, et l'efficacité des joints est élevée, mais l'apport de chaleur doit être maintenu dans des plages qualifiées car l'excès de chaleur ramollit la zone affectée par la chaleur - et modifie la distribution de la phase bêta.
Une température de service soutenue supérieure à environ 65 degrés est la limite d'exposition pour le H116 ; là où une température plus élevée est inévitable, H321 est la trempe stabilisée normalement spécifiée car elle résiste à l'exfoliation sous exposition thermique. Les utilisateurs doivent également éviter de laisser de fortes contraintes de formage dans les pièces H116 destinées à une immersion permanente dans l'eau de mer.
Vérification de la composition par chaleur par rapport à ASTM B209/B209M.
Essais de traction et de résistance par lot, dans le sens du laminage.
Résultats de perte de masse ASTM G67 rapportés pour les lots de services maritimes.
Épaisseur et planéité vérifiées par rapport aux tolérances ASTM B209, avec tests par ultrasons sur demande.
FR 10204 3.1 certificat d'essai en usine avec numéro de chaleur et données d'essai complètes.
Foire aux questions
Q : Le H116 est-il simplement une version plus puissante du H111 ?
R : Pas seulement plus fort. H116 est également un produit marin qualifié séparément avec des minimums plus élevés d'environ 305 MPa de traction et 215 MPa de résistance à l'épreuve, et il doit réussir les tests de corrosion intergranulaire.
Q : Quelle norme définit le 5083-H116 ?
R : ASTM B928/B928M, qui couvre les tôles et plaques d'aluminium à haute teneur en magnésium-pour le service marin et nécessite des tests de corrosion en plus des tests mécaniques.
Q : Comment la sensibilisation est-elle mesurée sur la plaque H116 ?
R : Par le test de perte de masse à l'acide nitrique ASTM G67, avec une perte de masse de 15 mg/cm² ou moins acceptée pour les états de service marins.
Q : Le H116 peut-il être formé avec des rayons serrés comme le H111 ?
R : Le n° H116 a moins d'allongement disponible dans la pratique, donc les rayons de courbure minimaux sont plus grands et le retour élastique doit être compensé dans l'outillage.
Q : Quelle est la température de service maximale pour le H116 ?
R : Environ 65 degrés pour une exposition continue. Au-dessus de cette valeur, le H321 est normalement spécifié car il est stabilisé contre les précipitations en phase bêta.
Q : H116 nécessite-t-il une procédure de soudage différente ?
R : Les consommables sont les mêmes que pour H111, ER5183 ou ER5356 selon AWS A5.10, mais l'apport de chaleur doit être contrôlé dans des plages qualifiées pour protéger à la fois la résistance HAZ et la résistance à la corrosion.
