Aluminium 5086 - EN AW-5086 - EN AW-AlMg4 - 3.3545 - AB 5086

Comment est né puis s’est positionné l’aluminium 5086 ?

L’alliage d’aluminium 5086 (EN AW-5086, UNS A95086, AlMg4/3.3545) apparaît au milieu du XX^e siècle et obtient sa désignation standard en 1954, au sein de la famille Al-Mg « 5xxx », orientée vers la soudabilité et la résistance à la corrosion. Il est aujourd’hui bien établi dans les normes de produits (ex. EN 573, EN 485, ASTM B209, ASTM B928). Sa diffusion industrielle suit la combinaison « résistance à la corrosion marine + soudage » qu’il offre.

Adoption et concurrence

Dans les années 1960, l’US Navy l’adopte en tôles (H32) et en profilés (H111). Les états H116/H117, introduits plus tard, servent à limiter la précipitation intergranulaire nocive et les risques d’exfoliation, avec des exigences de corrosion lors d’essais dédiés.

Grâce à une soudabilité très fiable et à une meilleure tenue mécanique, le 5086 (Rm (UTS) : < 335 MPa en H35 et > 275 MPa) remplace souvent le 5052 (Rm (UTS) : < 265 MPa en H35 et > 215 MPa) dans les coques et structures sollicitées. Ce dernier conserve malgré tout l’avantage si des pliages très serrés sont nécessaires, et pour des pièces moins sollicitées.

Composition chimique et rôle des éléments d’addition

L’alliage n’est pas traitable thermiquement ; l’élément d’addition principal est le magnésium (≈ 4 %, en moyenne). Il apporte un durcissement par solution solide et une excellente soudabilité. Le manganèse (≈ 0,45 %) et le chrome (0,15 %) contrôlent la taille de grain et limitent les phases fragiles, renforçant la résistance et la tenue face à la corrosion intergranulaire. Les impuretés usuelles (Si, Fe, Cu, Zn et Ti) sont maîtrisées, et le reste est de l’aluminium.

Comment les propriétés mécaniques du 5086 varient selon l’état ?

Le 5086 se renforce par écrouissage (pas de durcissement structural). En O (recuit), on observe typiquement une limite d’élasticité Rp0,2 ≈ 110 MPa, une résistance à la traction Rm ≈ 270 MPa et un allongement à la rupture A ≈ 20 %. Ces valeurs varient bien sûr avec l’épaisseur et les spécifications.

Comparaison de quelques états (H32, H116, recuit)

L’écrouissage augmente la résistance, mais réduit l’allongement et la résistance à la fatigue. Ainsi, en H32, on constate Rp0,2 ≈ 210 MPa et Rm ≈ 300 MPa (typ.). L’état H116, contrôlé pour le milieu marin, présente les mêmes caractéristiques que l’état H32. La dureté Brinell évolue d’environ 65 HB (O) à 100 HB (H18) dans les états plus durs (typ.).

Tableau comparatif des propriétés mécaniques (tôles, typ.)

Comment le 5086 résiste à la corrosion ?

Le 5086 appartient aux alliages anticorrosion : le film d’oxyde protecteur et l’absence de cuivre assurent une excellente tenue en eau de mer. Des expositions prolongées en mer indiquent de faibles pertes mécaniques après 10 ans. Il est classé « marine grade » aux côtés du 5052 et du 5083.

Sensibilités aux différentes corrosions et états dédiés

Après une exposition prolongée à ≈ 60–100 °C, des précipités β (Al₃Mg₂) peuvent se former aux joints de grains, favorisant la corrosion intergranulaire, l’exfoliation et la corrosion sous contrainte. Les bonnes pratiques limitent la température de service à ≈ 65 °C en milieu corrosif. Les états H116/H321 imposent des essais, par exemple :

• Aucune dégradation supérieure au niveau « PB » (piqûres et légères cloques).
• Après immersion dans de l’acide nitrique concentré, ne doit pas perdre plus que la masse spécifiée par unité de surface.

Comparaison entre les différents alliages de la série 5000

Le 5086, avec légèrement moins de magnésium que le 5083, est en général un peu moins sensible à la corrosion. Le 5456 (≈ 5 % Mg) peut offrir une résistance mécanique plus élevée, mais s’est montré historiquement plus sujet à la corrosion sous contrainte ; d’où l’usage fréquent du 5086/5083 dans les structures marines soudées actuelles.

Comment traiter et utiliser l’alliage 5086 ?

Son traitement à froid est excellent en O/H111 : pliage, roulage, emboutissage modéré et cintrage se réalisent aisément. En H36/H38, la ductilité diminue et impose des rayons plus grands. Le formage à chaud (≈ 200–250 °C), l’extrusion et la forge restent possibles, mais rarement nécessaires.

Soudabilité & usinage

Le 5086 se soude très bien (TIG, MIG) avec des fils usuels (5356, 5183). La zone fondue revient vers un état « recuit » au niveau du cordon. Aucun revenu n’est requis ; un détensionnement léger et une conception évitant les concentrations de contraintes restent recommandés. Le FSW a donné de bons résultats expérimentaux.

Son usinage est moyen : métal tendre en O/H111, tendance au collage et copeaux longs. Une fois écroui, la fragmentation des copeaux progresse et la qualité d’usinage s’améliore.

Quelles applications illustrent le mieux son utilisation ?

Marine et offshore

Domaine principal : coques, ponts, superstructures, quais flottants, structures exposées, souvent en H116/H321. Les chantiers navals emploient des épaisseurs allant jusqu’à 30 mm, avec d’excellentes performances après soudage et en eau salée.

Aéronautique et spatial

Usages ciblés là où comptent la soudabilité et la tenue cryogénique : réservoirs/enceintes cryogéniques, composants de missiles/fusées, équipements non pressurisés faiblement sollicités. Pas d’emploi structurel majeur dans les cellules modernes.

TL;DR

Alliage Al-Mg « marine grade », le 5086 associe excellente résistance à la corrosion (eau de mer), très bonne soudabilité et résistance mécanique honorable en états H3x/H116. Il ne se durcit pas à la chaleur, gagne en résistance en cryogénie et doit éviter les expositions prolongées à ≈ 60–100 °C. Référence de la construction navale/offshore, il sert ponctuellement en cryogénie et en équipements non structuraux aéronautiques/spatiaux. Comparé au 5083, il est un peu moins résistant, mais souvent un peu moins sensible à la sensibilisation ; il surclasse le 5052 pour les coques sollicitées, tandis que le 6061-T6 est préféré pour les profilés et l’usinage hors exposition à l’eau de mer.