Che cos'è l'alluminio 5086
Il 5086 appartiene alla famiglia alluminio–magnesio. Il magnesio è l'elemento di lega principale e la fonte sia della sua resistenza in soluzione solida sia delle sue prestazioni in acqua di mare; manganese e cromo sono aggiunte deliberate che controllano la struttura del grano e limitano l'attacco intergranulare. Il rame è mantenuto a un massimo dello 0,10% perché anche piccole quantità degradano la resistenza alla corrosione da cloruri.
Poiché non è trattabile termicamente, il 5086 non può essere rafforzato mediante solubilizzazione e invecchiamento. La sua resistenza deriva dalla deformazione a freddo, espressa nelle tempre H, e dal magnesio mantenuto in soluzione solida. Questo singolo fatto guida la maggior parte del suo comportamento ingegneristico:
- La saldatura non richiede trattamento termico post-saldatura — non vi è alcun precipitato da dissolvere o riformare.
- La saldatura indebolisce la zona termicamente alterata — la deformazione a freddo viene localmente annullata. Vedere la sezione sulla saldatura, perché questo è il punto in cui la maggior parte delle schede tecniche sbaglia.
- La scelta della tempra è la scelta della resistenza. Ordinare “5086” senza una tempra lascia che il laminatoio tiri a indovinare.
Per i prodotti laminati piatti le specifiche di riferimento sono ASTM B209 (lamiere e lastre) e ASTM B928/B928M (lamiere e lastre ad alto magnesio per servizio marino, dove sono definite e testate le tempra H116 e H321). Tubi e condotte rientrano nella ASTM B210/B221/B241, e il lavoro su recipienti a pressione fa riferimento alla ASME SB-209. Gli equivalenti internazionali sono EN AW-5086 / AlMg4 / 3.3545 e UNS A95086.
Composizione chimica del 5086
I limiti riportati di seguito seguono la ASTM B209. Silicio, ferro, rame, zinco e titanio sono impurezze controllate, non aggiunte funzionali — il silicio in particolare non “migliora la formabilità”, e trattarlo come una variabile progettuale è una comune lettura errata delle tabelle di composizione.
| Elemento | Peso % | Ruolo nella lega |
|---|---|---|
| Magnesio (Mg) | 3.5 – 4.5 | Rinforzante primario; determina la resistenza alla corrosione in acqua di mare |
| Manganese (Mn) | 0.20 – 0.70 | Controllo della struttura del grano, risposta all'incrudimento |
| Cromo (Cr) | 0.05 - 0.25 | Limita la corrosione intergranulare e la crescita del grano |
| Silicio (Si) | 0,40 max | Impurezza — controllata, non funzionale |
| Ferro (Fe) | 0,50 max | Impurezza — livelli eccessivi danneggiano la duttilità |
| Rame (Cu) | 0,10 max | Impurezza — mantenuta bassa per proteggere la resistenza alla corrosione |
| Zinco (Zn) | 0,25 max | Impurezza |
| Titanio (Ti) | 0,15 max | Affinante del grano durante la colata |
| Altri elementi (ciascuno / totale) | 0,05 / 0,15 max | — |
| Alluminio (Al) | Resto | Metallo comune |
L'intervallo del magnesio è il numero che vale la pena ricordare. Al 3,5–4,5%, il 5086 si colloca a cavallo della soglia di ~3,5% al di sopra della quale il magnesio può precipitare ai bordi del grano come fase beta (Al₃Mg₂) durante un servizio caldo prolungato. Questo è il meccanismo alla base del limite di temperatura discusso in seguito, ed è il motivo per cui la scelta della tempra non è cosmetica su questa lega.
Proprietà fisiche
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Densità | 2,66 g/cm³ (0,096 lb/in³) |
| Intervallo di fusione | 574 – 638 °C (1.065 – 1.180 °F) |
| Conducibilità termica | 117 – 127 W/m·K a 25 °C (dipende dalla tempra) |
| Conducibilità elettrica | 29 – 31% IACS a 20 °C |
| Coefficiente di dilatazione termica | 23,8 × 10⁻⁶ /°C (20–100 °C) |
| Capacità termica specifica | ~900 J/kg-K |
| Modulo di elasticità (trazione) | 71 GPa (10.300 ksi) |
| Coefficiente di Poisson | 0.33 |
Due di questi numeri decidono più del resto. La conduttività termica si colloca sensibilmente al di sotto dei ~138 W/m·K del 5052, il che è rilevante per dissipatori saldati e qualsiasi componente destinato a trasferire calore. E il coefficiente di dilatazione di 23,8 × 10⁻⁶ /°C è sufficientemente alto che lunghi tratti in alluminio in un assemblaggio multimateriale richiedono un margine di dilatazione — un dettaglio che si manifesta come pannelli di coperta deformati quando viene ignorato.
Proprietà meccaniche in base al trattamento termico
I valori riportati di seguito sono intervalli tipici per lamiere e lastre; i minimi garantiti variano con lo spessore e la specifica, e i numeri che governano l'accettazione sono quelli riportati sul certificato di collaudo del laminatoio. Si noti che H32 e H116 sono vicini in resistenza — la differenza tra loro è la prova di corrosione, non la prestazione meccanica.
| Temperamento | Resistenza a trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) | Allungamento (%) | Utilizzo tipico |
|---|---|---|---|---|
| O | 240 – 305 | 95 – 145 | 14 – 22 | Imbutitura profonda, fondi formatati, estremità di serbatoi tornite |
| H111 | ~275 | ~125 | ≥ 12 | Parti strutturali leggermente lavorate |
| H112 | 250 – 290 | 95 – 125 | 8 – 12 | Lastre spesse, parti lavorate a macchina, forme tal quali |
| H32 | 275 – 345 | 195 – 240 | 6 – 12 | Pannelli marini generici, carrozzerie di autocarri, pannelli di rimorchi |
| H34 | 305 – 365 | 220 – 275 | 4 – 10 | Strutture piane ad alta resistenza |
| H116 | 275 – 365 | 195 – 215 | 8 – 12 | Fasciame dello scafo, ponti, struttura marina immersa |
| H321 | 275 – 365 | 195 – 215 | 8 – 12 | Lastre marine pesanti che richiedono resistenza all'esfoliazione |
La ASTM B928 stabilisce il limite minimo di accettazione per le lastre marine a 240 MPa di trazione / 195 MPa di snervamento / 10% di allungamento per 5086-H116 e H321 nell'intervallo 3–50 mm. Tali minimi sono inferiori ai valori tipici sopra riportati perché devono valere su tutta la fascia di spessore — non utilizzare i valori tipici come minimo di progetto, e non utilizzare i minimi della B928 per stimare ciò che un coil di spessore sottile fornirà effettivamente.
A cosa serve effettivamente ciascuna tempra
O è ricotto e completamente tenero. È la tempra per imbutitura profonda, piegatura a raggio stretto e estremità di serbatoi tornite o formatate; se il componente richiede una deformazione plastica significativa, si parte da qui. H111 e H112 sono condizioni leggermente lavorate o tal quali in cui le proprietà meccaniche non sono il requisito determinante — comuni su lastre spesse che verranno lavorate a macchina.
H32 è il cavallo da lavoro generico, circa il 20% più resistente del 5052-H32 e la scelta predefinita per pannelli marini non immersi, carrozzerie di veicoli e telai industriali. H34 offre maggiore resistenza con una reale perdita di formabilità.
H116 e H321 sono i temper marini, e la distinzione conta più di quanto suggerisca la colonna della resistenza. Entrambi sono processati per controllare la precipitazione ai bordi di grano e devono superare i test di corrosione esfoliante e intergranulare secondo ASTM B928. H116 è incrudito e stabilizzato; H321 è incrudito e poi stabilizzato termicamente, il che conferisce un comportamento più prevedibile nelle sezioni spesse. Per qualsiasi applicazione in contatto continuo con acqua di mare, una di queste due è la specifica — H32 non è un sostituto anche se i valori di resistenza sembrano simili.
Resistenza alla Corrosione e il Limite di 65 °C
Il 5086 forma una pellicola densa e autorigenerante di ossido di alluminio, e la combinazione di alto magnesio con rame quasi assente gli conferisce prestazioni eccellenti in acqua di mare, atmosfera marina e molti prodotti chimici industriali. Le lamiere di scafo in 5086 non verniciate hanno decenni di storia di servizio. I test di esposizione marina a lungo termine mostrano una bassa perdita di proprietà meccaniche dopo dieci anni.
La limitazione è termica, ed è l'unico vincolo che mette in difficoltà i progetti.
Al di sopra di circa 65 °C (150 °F) in servizio continuo, il magnesio in soluzione solida può precipitare lungo i bordi di grano come fase beta (Al₃Mg₂). Questa rete è anodica rispetto alla matrice circostante, quindi la lega diventa suscettibile a corrosione intergranulare, esfoliazione e cracking da corrosione sotto sforzo. Il processo dipende da tempo e temperatura e non è reversibile — una lamiera che si è sensibilizzata non può essere recuperata mediante trattamento termico.
Conseguenze pratiche:
- Tenere il 5086 lontano da condotti di scarico non isolati, punti caldi del vano motore e apparecchiature di processo che operano al di sopra di 65 °C.
- Per servizio a temperature elevate, specificare H116 o H321 e indicare la temperatura di esercizio nella richiesta in modo che il laminatoio possa fornire secondo la pratica di stabilizzazione corretta.
- Dove temperature sostenute superiori a 65 °C sono inevitabili, considerare una lega a basso magnesio (5052) o un grado trattabile termicamente (6061) piuttosto che cercare di progettare aggirando la sensibilizzazione.
La corrosione galvanica è la seconda avvertenza. Il 5086 è anodico rispetto ad acciaio, acciaio inossidabile e leghe di rame; in un assemblaggio multimateriale con elettrolita presente si sacrificherà. Isolare il giunto o installare anodi sacrificali — questo è un problema di progettazione, non un difetto del materiale.
Saldatura del 5086
Il 5086 si salda bene con GMAW (MIG) e GTAW (TIG), non mostra tendenza significativa al cracking a caldo, non necessita di preriscaldo su sezioni sottili e non richiede trattamento termico post-saldatura. Questa è una saldabilità genuinamente eccellente, ed è il motivo per cui la lega è dominante nelle strutture marine saldate.
Ciò che non fa è mantenere la resistenza allo stato incrudito attraverso la saldatura. La zona termicamente alterata viene ricotta dal ciclo di saldatura — l'incrudimento viene rimosso localmente e la ZTA ritorna verso la condizione O O. In pratica un assemblaggio in H32 mantiene circa il 70–75% della resistenza di snervamento del metallo base attraverso la banda rammollita, con lo snervamento che scende da ~210–230 MPa verso ~115–145 MPa.
La regola di progettazione segue direttamente: dimensionare le strutture saldate in 5086 sulle proprietà della ZTA ricotta, non sulle proprietà del temper del metallo base. Un giunto calcolato su 230 MPa di snervamento starà portando carico in una zona che snerva vicino a 130 MPa. AWS D1.2 pubblica le sollecitazioni ammissibili per questo scopo ed è il riferimento da cui partire.
La selezione del materiale d'apporto è l'altra metà del giunto:
- ER5183 — la scelta abituale per saldare il 5086 a se stesso. Corrispondenza di resistenza più vicina al metallo base e buon comportamento alla corrosione in servizio marino.
- ER5356 — il materiale d'apporto 5xxx generico. Resistenza allo stato saldato leggermente inferiore al 5183, ampiamente disponibile, accettabile per la maggior parte dei giunti non critici.
- ER5556 — resistenza allo stato saldato superiore al 5356, utilizzato dove la resistenza del giunto è determinante e un materiale d'apporto a maggior contenuto di magnesio è accettabile.
Tutto quanto sopra presuppone materiale pulito. Ossido di alluminio, olio e — criticamente — particelle di ferro incorporate da utensili condivisi sono le cause principali della maggior parte dei fallimenti di saldature e rivestimenti. Spazzole in acciaio inossidabile dedicate e movimentazione separata dall'acciaio al carbonio non sono opzionali. La scelta del materiale d'apporto è trattata più in dettaglio nella nostra guida ai fili per saldatura dell'alluminio.
Formatura, Lavorazione Meccanica e Finitura
Formazione è migliore allo stato O e lavorabile in H32, con raggi di piegatura che devono aumentare man mano che la durezza del temper aumenta. Il 5086 è generalmente un po' più tollerante del 5083 nella formatura complessa, che è una delle ragioni per cui viene specificato per sovrastrutture e costruzione di serbatoi. Aspettarsi più ritorno elastico rispetto al 5052 e pianificare il margine di piegatura di conseguenza.
Lavorazione meccanica tassi da discreto a buono. I temper più duri (H32, H34) tagliano più nettamente con una migliore rottura del truciolo rispetto al materiale morbido allo stato O, che tende ad essere gommoso. Utensili in metallo duro, geometria con angolo di spoglia positivo e abbondante fluido da taglio sono le raccomandazioni standard. Non è nella stessa categoria del 6061 o del 2011, e le officine che quotano rispetto a leghe a lavorabilità rapida noteranno la differenza.
Anodizzazione funziona, ma funzionalmente piuttosto che decorativamente. Il 5086 si anodizza ottenendo una superficie più dura e più protettiva; non offre l'aspetto brillante e uniforme del 5005 o del 6063, e il maggior contenuto di magnesio rende più difficile mantenere la corrispondenza cromatica tra i lotti. Specificarlo per protezione, non per aspetto. La nostra guida alla qualità dell'anodizzazione copre dove questi trattamenti superficiali falliscono.
Dove viene utilizzato il 5086
Marino e cantieristica navale è l'applicazione principale: fasciame di scafo su imbarcazioni piccole e medie, ponti, paratie, sovrastrutture, passerelle, alberi e serbatoi di carburante e acqua. Il 5083 tende a prevalere nello scafo immerso inferiore; il 5086 prevale nella struttura superiore, dove c'è più formatura e più saldatura e meno carico idrostatico.
Recipienti in pressione e serbatoi — il 5086 è un materiale standard per recipienti a pressione saldati non a fuoco secondo ASME Sezione VIII, e per autocisterne che trasportano carburante, acqua e una gamma di prodotti chimici che non attaccano l'alluminio. Il suo comportamento a bassa temperatura è importante qui: a differenza dell'acciaio al carbonio, non ha una transizione duttile-fragile, e mantiene la tenacità fino a temperature criogeniche, motivo per cui appare in servizio adiacente al GNL e refrigerato.
Trasporto copre carrozzerie di camion e rimorchi, cassoni ribaltabili, pannelli di carri ferroviari e corazzature veicolari. Il H131 temper del 5086 è qualificato secondo MIL-DTL-46027 per veicoli leggeri corazzati — una specifica di nicchia ma reale che poche altre leghe 5xxx possiedono.
Altre opere strutturali include componenti di impianti di perforazione, costruzioni costiere, torri televisive e di trasmissione, e involucri per apparecchiature criogeniche o non magnetiche, dove la natura non magnetica della lega è un requisito funzionale piuttosto che un vantaggio.
5086 vs 5083, 5052 e 6061
Il 5083 e il 5086 sono frequentemente quotati in modo intercambiabile, e non lo sono. La differenza è circa il 10–15% di resistenza scambiata contro formabilità, saldabilità e costo.
| Proprietà | 5086 | 5083 | 5052 | 6061 |
|---|---|---|---|---|
| Elementi di lega principali | Mg 3,5–4,5%, Mn 0,2–0,7% | Mg 4,0–4,9%, Mn 0,4–1,0% | Mg 2,2–2,8% | Mg 0,8–1,2%, Si 0,4–0,8% |
| Trazione (MPa, tipico) | 275 – 345 (H32) | 300 – 350 (H32) | 210 – 260 (H32) | ~310 (T6) |
| Yield (MPa, typical) | 195 – 240 (H32) | 215 – 260 (H32) | 160 – 195 (H32) | ~275 (T6) |
| Allungamento (%) | 6 – 12 | 10 – 14 | 12 – 20 | 8 – 12 |
| Densità (g/cm³) | 2.66 | 2.66 | 2.68 | 2.70 |
| Conducibilità termica (W/m·K) | 117 – 127 | 117 – 121 | ~138 | ~167 |
| Trattabile termicamente | No | No | No | Sì |
| Corrosione marina | Eccellente | Eccellente | Buono | Moderato |
| Relative cost vs 5052 | Moderate premium | Higher premium | Valori di riferimento | Più basso |
Choosing between 5086 and 5083 is usually a single question: is strength or fabrication the binding constraint?
- Pick 5083 where strength governs — immersed hull plating, primary offshore structure, cryogenic service, pressure vessels where higher ASME allowable stress lets you thin the wall, or anywhere a classification society wants maximum margin. Full data is in our 5083 aluminum guide.
- Pick 5086 where fabrication governs — welded superstructures and tanks, parts that need tighter bends than 5083 tolerates, secondary structure, or a project where 5083’s premium buys strength the design will not use.
The common answer on larger vessels is both: 5083-H116 below the waterline, 5086-H116 for upper hull and decks, 5086-H32 for dry interior structure. That combination typically lands several percent below an all-5083 build without giving up anything in service.
5052 is the choice when neither strength nor marine certification is required and formability or cost leads — see the guida all'alluminio 5052. 6061 wins when the part is machined rather than welded and needs heat-treatable strength; its welded strength and seawater performance are both worse than 5086’s. Details in the guida all'alluminio 6061.
When 5086 Is the Wrong Choice
The conditions matter more than the application labels, so this is written as conditions rather than a list of parts.
Specify 5086 when:
- The structure is welded and sees seawater or marine atmosphere, and H116 or H321 is on the order.
- The part needs more formability than 5083 allows while keeping marine-grade corrosion performance.
- The design is strength-adequate at 5086 levels and the 5083 premium buys nothing.
- Service temperature stays below 65 °C, or the warm zones are isolated.
- Low-temperature toughness is required — cryogenic or refrigerated service where carbon steel would go brittle.
Cercare altrove quando:
- Sustained service exceeds ~65 °C in a corrosive environment. Beta-phase sensitization is not recoverable; use 5052 or 6061.
- Decorative anodizing is the finish. 5086 anodizes protectively, not attractively — 5005 or 6063 is the right call.
- The part is primarily machined from solid at high volume. 6061 or 2011 will run faster and cheaper.
- Peak strength is the requirement and welding is minimal. 6061-T6 or 7075-T651 outperforms any 5xxx alloy.
- The assembly couples 5086 to steel or copper alloys without isolation and without sacrificial protection. Galvanic attack will be the failure mode.
Across the 5xxx family as a whole, the di grado marino overview covers how 5052, 5083, and 5086 divide the applications between them.
Standards, Equivalents, and Documentation
| Standard | Ambito di applicazione |
|---|---|
| ASTM B209 | Aluminum and aluminum-alloy sheet and plate |
| ASTM B928/B928M | High-magnesium sheet and plate for marine service (defines H116 / H321) |
| ASTM B221 | Extruded bar, rod, wire, profiles, and tube |
| ASTM B210 / B241 | Seamless and welded tube and pipe |
| ASME SB-209 | Pressure-vessel use of 5086 sheet and plate |
| AWS A5.10 / D1.2 | Filler metal classification and structural weld design |
| EN 485 / EN 573 | European sheet, strip, plate and composition requirements |
| MIL-DTL-46027 | Armor-grade 5086 (H131) |
Equivalent designations: UNS A95086, EN AW-5086, AlMg4, Werkstoff 3.3545, ISO AlMg4.
For procurement, three documents carry the weight. A mill test certificate (MTC) to EN 10204 3.1 should be standard on every order — it ties the mechanical values and the heat number to the material in your hands. ASTM B928 ordering requires the exfoliation and intergranular corrosion test results, not just a statement of compliance. Third-party inspection (SGS or equivalent) is worth adding when the material is going into classified marine structure. Classification society approvals (DNV, ABS, LR, CCS) are arranged per project rather than held generically — raise it early with your yard, because approval lead time is usually longer than material lead time.
Practical notes for the purchase order: state the temper explicitly, state the governing standard (B209 or B928 — they are not interchangeable), state thickness and tolerance rather than a nominal gauge, name the surface and any protective film, and attach the test requirements. Most 5086 problems are specification problems, not metallurgy problems.
Working With Linsy Aluminum
Linsy Aluminum fornisce 5086 aluminum as plate and sheet in O, H111, H112, H32, H34, H116, and H321, and as bar in H111 and H112 — bar is not produced in the marine tempers, since H116 and H321 are flat-rolled specifications. In-house capability covers CNC machining, welding, laser cutting, and surface finishing; forging is coordinated through partner process facilities rather than run in-house, so allow for it in planning if your part needs it.
Every shipment carries a mill test certificate (MTC), and SGS testing can be arranged on request. We do not issue classification-society certificates as standard — where DNV, ABS, LR, or CCS approval is required, confirm it with your yard early and we will work to the project’s approval path. For non-stock dimensions, typical lead time is 10–60 days, and we support low minimum order quantities on trial and prototype builds.
Send your drawing or specification and we will confirm available tempers, sizes, tolerances, and documentation, and flag anything in the service conditions that points to a different alloy.
Conclusione
5086 earns its place as the practical middle of the marine 5xxx range: more strength than 5052, more formability and weldability than 5083, and excellent seawater corrosion in the tempers that are tested for it. The three things that decide whether it is right for a job are the temper on the order, the 65 °C ceiling, and how the welded joint is designed around HAZ softening. Get those right and 5086 is a forgiving, well-documented alloy with decades of service behind it. Get them wrong — H32 specified for immersed service, sustained warm operation, or a weld sized on parent-metal strength — and the failure will look like a material problem when it was a specification problem.
Domande frequenti
Is 5086 stronger than 5083?
No. 5083 carries roughly 10–15% more tensile and yield strength because of its higher magnesium range (4.0–4.9% versus 3.5–4.5%). 5086 trades that margin for better formability, easier welding, and usually lower material cost. Where the design does not need 5083’s extra strength, 5086 is the more economical call.
What is the 65 °C limit on 5086?
Sustained service above about 65 °C (150 °F) can cause magnesium to precipitate at grain boundaries as the beta phase (Al₃Mg₂), which is anodic to the surrounding metal and opens the alloy to intergranular corrosion, exfoliation, and stress corrosion cracking. The change is not reversible by heat treatment. H116 and H321 tempers are processed and tested to resist it, but the temperature ceiling still applies.
Does 5086 lose strength when welded?
Yes, in the heat-affected zone. 5086 is non-heat-treatable, so the welding cycle anneals out the cold work locally and the HAZ reverts toward the O condition — an H32 assembly retains roughly 70–75% of parent yield strength across that band, with yield falling from ~210–230 MPa toward ~115–145 MPa. Welded structure should be sized on annealed HAZ properties per AWS D1.2, not on parent-temper values.
Which filler wire should I use for 5086?
ER5183 is the usual first choice for welding 5086 to itself, giving the closest strength match to the base metal with good marine corrosion behavior. ER5356 is the general-purpose alternative and is slightly lower in as-welded strength. ER5556 is specified where joint strength governs and a higher-magnesium filler is acceptable.
Is 5086 suitable for pressure vessels?
Yes. 5086 is a standard material for unfired welded pressure vessels under ASME Section VIII, supplied to ASME SB-209, and it is widely used for road tankers and chemical storage tanks. It has no ductile-to-brittle transition, so it also performs well at low temperatures. 5083 is preferred where higher allowable stress permits a thinner wall.
Can 5086 be anodized?
Yes, but for protection rather than appearance. It anodizes to a harder, more corrosion-resistant surface, but the high magnesium content makes the finish less bright and uniform than 5005 or 6063, and color consistency across batches is harder to hold. For decorative anodized parts, specify 5005 or 6063 instead.
