Aluminium 5052 - EN AW-5052 - EN AW-AlMg2,5 - 3.3524 - AL-P5052

Comment est né l’alliage d’aluminium 5052 ?

L’alliage 5052 est apparu sous la désignation 52S dans les années 1930, à la suite d’une publication d’Alcoa. Cet alliage offre une résistance modérée, voire bonne, compte tenu du fait qu’il n’est pas traitable thermiquement (Al-Mg-Cr). Sa conception vise à offrir des coûts de fabrication et d’utilisation compétitifs, dans un contexte d’industrialisation et d’adoption rapide de l’aluminium. C’est sa normalisation en 1954 par l’Aluminum Association qui lui attribue le code AA5052.

C’est après la Seconde Guerre mondiale que l’essor de l’aluminium a consolidé le 5052 comme alliage « mi-résistant » de référence pour de nombreuses pièces de tôlerie. Son cas d’usage emblématique est la signalisation routière en tôle 5052, typiquement en H38 pour maximiser la rigidité et la tenue.

Quelle est la composition chimique du 5052 et le rôle de chacun des éléments ?

Le 5052 est un Al-Mg avec ~ 2,2–2,8 % de magnésium et une addition de ~ 0,15–0,35 %de chrome. L’absence quasi totale de Cu explique sa très bonne résistance à la corrosion, notamment en milieux salins.

Le magnésium augmente notablement la résistance mécanique de l’aluminium et améliore son aptitude au travail à froid, tandis que l’addition de chrome, bien que faible, contribue à affiner le grain et à piéger certaines impuretés (comme le fer), ce qui renforce la résistance à la corrosion intergranulaire de l’alliage.

S’il tolère des impuretés contrôlées (voir tableau plus bas), il existe une variante 5652 dont les limites d’impuretés sont plus strictes, sans changer fondamentalement le cœur des propriétés d’usage du 5052.

Quels états métallurgiques sont utilisés pour quels effets ?

Alliage non durcissable par traitement thermique, le 5052 voit ses propriétés s’obtenir par écrouissage (états Hxx) et par recuit. L’état O maximise la ductilité ; puis les paliers typiques sont H32 (~25 %), H34 (~50 %), H36 (~75 %), H38 (~100 %).

L’écrouissage élève Rp0,2 d’environ 90 MPa (O) à ~ 255 MPa (H38) et Rm de ~ 195 MPa (O) à ~ 290 MPa (H38), tandis que l’allongement chute de ~ 25 % à ~ 12 % aux états H élevés. Une stabilisation thermique légère peut soulager les contraintes, sans créer pour autant de durcissement structural.

L’alliage est le plus souvent proposé en tôles/bobines (H32/H34), barres, profils extrudés, tubes étirés (O, H14/H32) et fil, reflétant une large latitude de propriétés selon le traitement.

Quelles propriétés mécaniques pour le 5052 selon la température ?

En fatigue, la tenue est convenable pour un aluminium, avec une limite indicative pour le 5052-H32 d’environ 110 MPa (50 % de rupture à 10⁷ cycles, R = −1). La microstructure sans particules grossières et la teneur en Mg soutiennent une bonne ténacité comparée à des alliages très durs mais plus fragiles (comme le 7075).

La basse température augmente la résistance tout en conservant la ductilité ; à haute température (> ~ 200 °C), la résistance décroît par recristallisation/adoucissement. Les alliages de la série 5000, riches en Mg, peuvent se sensibiliser vers 60–100 °C lors d’expositions prolongées ; avec seulement ~ 2,5 % de magnésium, le 5052 est moins critique, mais un service continu inférieur à ~ 65 °C est généralement recommandé pour écarter les dégradations microstructurales.

Propriétés mécaniques typiques (tôles)

Quelles propriétés physiques et chimiques caractérisent le 5052 ?

Les constantes suivent celles des aluminiums : E ~ 70 GPa, ν ~ 0,33, ρ ~ 2,68 g/cm³. Fusion : 607–649 °C, k ~ 138 W/m·K (25 °C), α ~ 23,8×10⁻⁶ K⁻¹ (20–100 °C), résistivité ~ 50 nΩ·m. Chimiquement, l’alliage forme une couche d’alumine protectrice stable ; l’absence de Cu limite la corrosion galvanique interne, ce qui explique sa très bonne tenue aux atmosphères naturelles et à l’eau salée.

Résistance à la corrosion selon les milieux

En milieu marin, le 5052 développe une patine protectrice et se montre nettement supérieur aux Al-Cu (2000/7000). Pour des structures marines lourdes, on préfère toutefois les 5083/5456 pour la résistance mécanique, avec des niveaux de résistance à la corrosion à peu près équivalents.

En atmosphères industrielles (polluants modérés), la pellicule d’oxyde protège efficacement. Éviter les acides/bases forts qui dissolvent l’alumine. Il faut donc prévoir, dans des environnements très agressifs, une anodisation ou une peinture. Sa durabilité à l’air, en eau douce/eau de mer, dans les hydrocarbures et dans les solvants neutres motive son usage en réservoirs et tuyauteries.

Quelle aptitude au formage, à l’usinage et au soudage ?

En formage, l’alliage est très malléable en O ou en H faibles : pliage serré, emboutissage profond de cuves/réservoirs et formes axisymétriques (repoussage) sont courants. Des recuits intermédiaires (~ 345 °C) peuvent restaurer la ductilité lors de séquences de déformation importantes.
En usinage, la note est moyenne : meilleure en état écroui qu’en O, avec lubrification abondante et outils tranchants (angles positifs) pour limiter bourrelets et échauffement.
En soudage, la note est excellente en TIG/MIG avec métal d’apport compatible Al-Mg : joints résistants et ductiles, sans perte de propriétés liées à un traitement thermique (puisqu’il n’y en a pas). Le soudage par points fonctionne bien en fines épaisseurs. Le brasage peut convenir, mais la brasure à l’étain est déconseillée.

Quelles applications types (aéronautique, marine, industrie) ?

Aéronautique : réservoirs de carburant en 5052-H32 (tôles 1–2 mm), conduites d’huile/carburant en tubes étirés (cintrage facile), pièces de tôlerie non porteuses (carénages, boîtiers, habillages).
Marine : coques de petites unités, superstructures, équipements (réservoirs, échangeurs à eau de mer, caissons), excellentes performances en brouillard salin ; structures lourdes plutôt en 5083/5456.
Architecture/voirie : façades, brise-soleil, garde-corps, panneaux routiers en 5052-H38.
Biens/industrie : parois de réfrigérateurs, cuves/citernes, châssis mécano-soudés, panneaux de machines, fils/clôtures.

Comment se compare-t-il aux alliages voisins ?

6061-T6 : plus résistant (~ 310 MPa), mais moins formable ; soudable avec perte de l’état T6 en ZAT ; opérations thermiques additionnelles possibles. Le 5052 garde une tenue plus homogène autour du joint, d’où son intérêt pour les structures soudées/formées et en milieux corrosifs.
5083 : plus résistant (Mg plus élevé), meilleure option pour structures marines lourdes/cryogéniques, mais moins formable et plus sensible à la sensibilisation sur les fortes épaisseurs.
5754 : très proche, souvent un cran plus résistant en tôle ; formabilité excellente, soudage aisé ; parfois un usinage perçu comme légèrement meilleur.
3003 : beaucoup plus doux (~ 190 MPa en H24), ultra-formable mais destiné aux faibles contraintes ; en milieu marin, le 5052 est préférable.