Alliage d'aluminium pour la construction navale
Les alliages d'aluminium ont gagné en popularité dans la construction navale en raison de leur excellent rapport résistance/poids, de leur résistance à la corrosion et de leur facilité de fabrication. En particulier dans l'industrie maritime, où les performances et la durabilité sont essentielles, le choix du bon alliage d'aluminium peut faire une différence substantielle en termes d'efficacité du navire, de coûts de maintenance et de sécurité globale.
Pourquoi choisir l’alliage d’aluminium dans la construction navale ?
Les alliages d'aluminium combinent des propriétés physiques et mécaniques cruciales, ce qui en fait un choix optimal pour les structures marines. Leur légèreté réduit le déplacement global du navire, améliorant ainsi le rendement énergétique tout en permettant une capacité de charge plus élevée. De plus, la résistance de l'aluminium à la corrosion, en particulier à la corrosion dans les environnements d'eau de mer, prolonge la durée de vie des navires et diminue la fréquence d'entretien. La conductivité thermique, l'excellente soudabilité et les propriétés non magnétiques complètent les avantages, rendant l'aluminium indispensable dans la conception des navires modernes.
Applications typiques de l'alliage d'aluminium dans les navires marins
- Construction de coquedes bateaux de patrouille, des ferries à passagers et des navires de guerre, où la réduction du poids de la coque conduit à des améliorations de vitesse et d'agilité.
- Superstructuressur divers navires où l'aluminium diminue le poids supérieur et abaisse le centre de gravité.
- Aménagements de pont et de bateau, y compris les dômes satellites, les écoutilles et les cloisons.
- Ferries rapides et petites embarcationscaractérisé par des exigences de poids strictes pour des performances améliorées.
- Cales et stockagedes zones où l'aluminium assure la durabilité tout en facilitant l'entretien.
Paramètres et qualités d'alliage
Les alliages d'aluminium les plus couramment utilisés pour la construction navale appartiennent aux séries 5xxx, 6xxx et 7xxx. Cependant, l'industrie maritime privilégie principalement les séries 5xxx et Select 6xxx en raison de leur équilibre optimal entre résistance, ténacité et résistance à la corrosion.
Composition chimique des alliages d'aluminium marins représentatifs
| Alliage | Composition des éléments (%) | Note |
|---|---|---|
| 5052 | Al : équilibre, Mg : 2,2-2,8, Cr : 0,15-0,35, Mn : ≤0,10 | Excellent alliage de qualité marine résistant à la corrosion |
| 5083 | Al : équilibre, Mg : 4,0-4,9, Mn : 0,4-1,0, Cr : 0,05-0,25 | Résistance supérieure, utilisée dans les coques et les superstructures |
| 5086 | Al : équilibre, Mg : 3,5-4,5, Mn : 0,2-0,7 | Haute résistance à la corrosion et soudabilité |
| 6061 | Al : équilibre, Mg : 0,8-1,2, Si : 0,4-0,8, Fe : ≤0,7, Cu : 0,15-0,4 | Polyvalent avec de bonnes propriétés mécaniques et soudabilité |
| 7075 | Al : équilibre, Zn : 5,1-6,1, Mg : 2,1-2,9, Cu : 1,2-2,0 | Très haute résistance mais moins de résistance à la corrosion |
Conditions de trempe des alliages
Les conditions de revenu affectent la résistance, la ductilité et la ténacité des alliages d'aluminium. Pour les applications marines, les états courants comprennent :
| Désignation de l'humeur | Description | Application typique |
|---|---|---|
| Ô | Recuit (état le plus doux) | Mise en forme ou façonnage avant renforcement final |
| H116 (ou EH116) | Trempé et partiellement recuit | Structures marines soudées nécessitant une résistance modérée et une résistance à la corrosion |
| H321 | Solution traitée thermiquement et travaillée à froid | Composants nécessitant une résistance équilibrée et une résistance à la corrosion, par exemple les sections de coque |
| Article | Solution traitée thermiquement et vieillie naturellement | Résistance modérée, courante pour les pièces structurelles |
| Flotter | Solution traitée thermiquement et vieillie artificiellement | Résistance maximale (moins courante en marine, en raison de problèmes de corrosion) |
Propriétés physiques et mécaniques importantes
| Propriété | Gamme typique | Importance |
|---|---|---|
| Densité | 2,63 à 2,85 g/cm³ | Caractérisation légère pour un rendement énergétique amélioré |
| Résistance à la traction | 185-550 MPa | Capacité à supporter des charges et à résister à la déformation |
| Limite d'élasticité | 120 à 490 MPa | Limite élastique pour la gouvernance de la sécurité de conception |
| Allongement à la rupture | 5 à 22 % | Indique la ductilité et la ténacité |
| Module d'élasticité | ~68,9 GPa | Mesure de rigidité critique pour la rigidité de la coque |
| Conductivité thermique | 120-180 W/m·K | Important pour la dissipation thermique dans certains systèmes |
| Résistance à la corrosion | Très élevé à excellent | Prévenir la dégradation dans les environnements marins, alcalins et certains acides |
Normes de mise en œuvre et conformité de l’industrie maritime
L'utilisation de l'alliage d'aluminium dans la construction navale suit plusieurs normes nationales et internationales essentielles garantissant la qualité des matériaux, l'intégrité structurelle et la sécurité. Les normes sélectionnées ayant un impact sur l’utilisation des alliages d’aluminium comprennent :
| Standard | Portée et objectif |
|---|---|
| ASTMB928 | Spécifications pour les tôles et plaques en alliage d'aluminium |
| Règles de l'ABS (American Bureau of Shipping) | Certification des structures marines utilisant des alliages d'aluminium |
| Normes DNV-GL | Règles décisionnelles de classification impliquant des applications en aluminium |
| OIN 6362-2 | Couvre la tôle et la plaque en alliage d'aluminium traité thermiquement |
| EN 485-2 | Normes européennes pour l'aluminium analysé chimiquement et testé mécaniquement |
| MIL-DTL-46027 | Spécification répondant aux exigences en matière d'alliage d'aluminium pour les composants spatiaux des missions maritimes |
Corrosion et entretien
Les alliages d'aluminium marins, en particulier ceux de la série 5xxx comme les 5083 et 5086, résistent à l'influence de l'eau de mer en raison de leur teneur importante en magnésium et de leur faible inclusion de cuivre. L'application de revêtements marins appropriés et un entretien de routine peuvent prolonger considérablement la durée de vie, réduisant ainsi la cavitation, la fissuration par corrosion sous contrainte et les piqûres. Des stratégies de protection galvanique appropriées sont également nécessaires lors de l'utilisation de l'aluminium à proximité de métaux différents tels que l'acier.
https://www.aluminumplate.net/a/aluminum-alloy-for-ship-building.html
