Алюмінієвий сплав для кораблів
115,867 Погляди 2024-04-25 08:21:20
Алюмінієвий сплав для кораблів
Алюмінієві сплави використовуються в суднобудівній промисловості вже майже сто років. З бурхливим розвитком вітчизняної та зарубіжної суднобудівної промисловості, дедалі більше уваги приділялося легким суднам. Завдяки низькій щільності, висока сила, висока жорсткість і корозійна стійкість алюмінію, конструкція корабля Кораблі, побудовані з алюмінію 15-20% легше, ніж кораблі, побудовані зі сталі або інших композитних матеріалів. Висока міцність, Корозійна стійкість і зварюваність алюмінієвих сплавів забезпечують гарний вибір для будівництва суден із суворими вимогами до ваги. Тому що вартість обробки алюмінію нижча, для будівництва суден економічніше використовувати алюміній.
Алюмінієвий сплав для кораблів
В якості пластин можна використовувати алюмінієві сплави, екструдований і литий. У поєднанні з видатними фізичними властивостями алюмінієвих сплавів, дуже економічно виготовляти кораблі з алюмінієвих сплавів.
З точки зору конструкторів кораблів, кораблі з алюмінієвих сплавів можуть розвивати більш високу швидкість і більший термін служби. Ці переваги алюмінієвих сплавів призвели до швидкого розвитку застосування алюмінієвих сплавів. У суднобудівній промисловості переважають алюмінієві матеріали. Забезпечує широкий ринок застосування.
Алюмінієві сплави, які використовуються на кораблях, можна розділити на деформовані алюмінієві сплави та литі алюмінієві сплави
Застосування деформованих алюмінієвих сплавів у суднобудуванні в різних країнах варіюється від надбудови великих надводних кораблів., будівництво тисяч тонн повністю алюмінієвих океанських дослідницьких суден, океанські торговельні та пасажирські судна, до суден на підводних крилах, судна на повітряній подушці, пасажирські пороми, пасажирські судна-катамарани, транспортування Деформовані алюмінієві сплави широко використовуються на різних швидкісних пасажирських суднах і військових швидкісних катерах, таких як човни та десантні катери. Литий алюмінієвий сплав в основному використовується для таких компонентів, як насоси, поршні, частини спорядження, і дощ мінних снарядів.
Принципи вибору матеріалів і переваги алюмінієвих сплавів для суден
Вищий коефіцієнт міцності та питомий модуль
Межа текучості і модуль пружності матеріалів є основними параметрами для розрахунку міцності суднових конструкцій і визначення розмірів конструкції. Так як модуль пружності і щільність різних алюмінієвих сплавів приблизно однакові, додавання невеликої кількості легуючих елементів або зміна стану термічної обробки мало впливає на них, тому підвищення межі текучості в певному діапазоні є корисним для зменшення ваги конструкції судна.
5083 алюміній для скелетів кораблів
Загалом, щільність алюмінієвого сплаву становить приблизно 2,7~2,8/см3, а модуль пружності становить близько 70 ~ 73 ГПа. Однак, зазвичай важко для високоміцних алюмінієвих сплавів мати чудову стійкість до корозії та зварюваність одночасно. Отже, алюмінієві сплави середньої міцності та стійкості до корозії, які можна зварювати, як правило, вибираються для суднових алюмінієвих сплавів. На додаток, литі алюмінієві сплави також мають певне застосування в галузі суднобудування. застосування.
Чудова продуктивність зварювання
Для кораблів, зварювальні з'єднання мають очевидні переваги перед заклепками, тому методи зварювання отримали широке застосування в суднобудуванні, в основному замінюють клепані конструкції.
В даний час, Автоматичні методи аргонодугового зварювання в основному використовуються в конструкції алюмінієвих суден. Хороша зварюваність алюмінієвих сплавів означає меншу схильність алюмінієвих сплавів до утворення тріщин під час зварювання., тобто, алюмінієві сплави мають гарну стійкість до зварювальних тріщин, і характеристики зварних з'єднань після зварювання не сильно змінюються. Оскільки властивості, втрачені в результаті зварювання, не можна відновити повторною термообробкою в суднобудівних умовах, це одна з важливих особливостей, яка відрізняє алюмінієвий сплав для суден від інших конструкційних алюмінієвих сплавів.
Міцність AL-Zn-Mg після зварювання (7000 серія) і AL-Mg-Si (6000 серія алюмінієвих сплавів) значно зменшується, і стійкість до корозії після зварювання сплавів серії AL-Zn-Mg також погана. Отже, Ці дві серії сплавів використовуються як Існують певні обмеження при зварюванні морських матеріалів. AL-Mg (5000 серія) сплави не мають цього недоліку.
Сплави серії AL-Zn-Mg в основному використовуються для компонентів, які можна термічно обробити після зварювання (наприклад снаряди торпед), і сплави серії AL-Mg-Si в основному використовуються як профілі.
Відмінна резистентність до корозії
Суднові конструкції в основному використовуються в суворих середовищах морської води та морських середовищах. Отже, Стійкість алюмінієвих сплавів до корозії є одним з основних показників, які визначають, чи можна їх використовувати як морські алюмінієві сплави..
Алюмінієвий сплав для кораблів
Підкладки та зварні з’єднання з морських алюмінієвих сплавів, як правило, не повинні мати корозії під напругою, схильність до відколювання та міжкристалічної корозії в морській воді та морському середовищі; контактна корозія, слід якомога більше уникати щілинної та морської адгезійної корозії; допускається невелика рівномірна корозія і плями. корозії.
Хороші властивості холодного та гарячого формування
У процесі будівництва, кораблі повинні проходити холодну обробку (наприклад підшивання, завивка, згинання рулонів, штампування, тощо) і гаряча обробка (наприклад гаряче згинання, виправлення вогню, тощо). Отже, Морські алюмінієві сплави повинні легко оброблятися та формуватися, не утворювати дефектів, таких як тріщини під час обробки, і все ще відповідати вимогам продуктивності, таким як міцність і стійкість до корозії після обробки.
Переваги алюмінієвих сплавів у морському застосуванні
Алюмінієвий сплав має характеристики малої питомої ваги та модуля пружності, Корозійна стійкість, зварюваність, Легка обробка, немагнітний і хороші низькотемпературні характеристики. Він має такі переваги при використанні на кораблях:
- (1) Через малу питому вагу, це може зменшити вагу судна, зменшити потужність одного двигуна, і збільшити швидкість; це може зменшити споживання палива та заощадити паливо; це може покращити співвідношення сторін корабля, підвищення стабільності, і зробити корабель легким для маневрування; Ви також можете збільшити вантажопідйомність і отримати додатковий прибуток.
- (2) Завдяки хорошій стійкості до корозії, це може зменшити витрати на технічне обслуговування, такі як змазування, і подовжити термін його служби (зазвичай більше ніж 20 роки).
- (3) Продуктивність обробки та формування хороша, і легко виконувати різні форми обробки, такі як різання, штампування, Холодне згинання, формування та різання, тощо, і підходить для обтічного корпусу; він може екструдувати великі широкі тонкостінні профілі, зменшення кількості зварних швів і раціоналізація та полегшення конструкції корпусу.
- (4) Продуктивність зварювання хороша, і її можна легко зварювати.
- (5) Модуль пружності невеликий, здатність поглинати ударні напруги велика, і це має більшу безпеку.
- (6) Алюмінієвий брухт легко відновити та переробити.
- (7) Відсутність низькотемпературної крихкості, найбільш підходить для низькотемпературного обладнання.
- (8) Тому що він немагнітний, на компас це не вплине; повністю алюмінієвий корабель може уникнути мінних атак і підходить для використання як тральщик.
- (9) Немає пошкоджень комахами або деформації, викликаної висиханням; він не горить і більш безпечний у разі пожежі.
Типи, характеристики та застосування морських алюмінієвих сплавів
Алюмінієвий сплав для кораблів (Морські алюмінієві сплави) можна розділити на деформовані алюмінієві сплави та литі алюмінієві сплави відповідно до різних виробничих процесів. Оскільки до морських алюмінієвих сплавів пред'являються особливі вимоги до міцності, Корозійна стійкість, зварюваність, тощо, алюмінієво-магнієвий (5000 Серія) сплави, алюмінієво-магнієво-кремнієвий (6000 серія) сплавів і алюміній-цинк-магній (7000 серія) сплави.
Корабель з алюмінію
Серед них, на судах найбільш широко використовуються сплави алюмінієво-магнієвого ряду. Далі в основному представлені деформовані алюмінієві сплави для суден.
Алюмінієві сплави для кораблів можна розділити на алюмінієві сплави для корпусних конструкцій і алюмінієві сплави для спорядження відповідно до їх використання. Алюмінієві сплави використовуються в основному для корпусних конструкцій кораблів 5083 сплав, 5086 сплав і 5456 сплав.
З тих пір 6000 сплави серії зазнають міжкристалічної корозії в морській воді, вони в основному використовуються в надбудовах кораблів. Алюмінієві сплави для спорядження в основному використовуються в екструдованих профілях.
Міцність і продуктивність процесу 7000 серії сплавів після термічної обробки навіть краще, ніж у 5000 серія сплаву. Має широкі перспективи застосування в суднобудуванні. В основному використовується в надбудовах кораблів, наприклад екструдовані конструкції, бронепластини, тощо. Однак, недолік 7000 сплаву є те, що він стійкий до Стійкість до корозії під напругою низька, що обмежує область використання цієї серії сплавів.
| Категорія | Сплав | Вдача | Хімічний склад (ВІН стандарт) | Особливості | Застосування |
| Для корпусу | 5052 | О H14 H34 |
Al：Залишайтеся Si：≤0,25 Куточок：≤0,10 мг：2.2~2,8 Zn：≤0,10 Мн：≤0,10 Cr：0.15～0,35 Fe：≤0,40 |
Середня міцність, хороша стійкість до корозії та формування, висока втомна міцність | Надбудова, допоміжні компоненти, корпус човна |
| 5083 | О H32 |
Al：Залишатися І：≤0,40 Cu：≤0,10 Мг：4.0～4,9 Zn：≤0,25 Мн：0.40～1,0 Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0～0,400 |
Типовий алюмінієвий сплав для зварювання, з найвищою міцністю серед сплавів, що не піддаються термічній обробці, Хороша зварюваність, стійкість до корозії та низькі температури | Конструкція основного корпусу | |
| 5086 | H32 H34 |
Al：Залишатися І：≤0,40 Cu：≤0,10 Мг：3.5～4,5 Zn：≤0,25 Мн：0.20～0,7 Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0～0,500 |
Зварюваність і стійкість до корозії такі ж, як 5083, міцність трохи нижче, і екструдування покращено. | Основна конструкція корпусу (тонкостінні та широкі екструдовані профілі) | |
| 5454 | H32 H34 |
Al：Залишатися І：≤0,25 Cu：≤0,10 Мг：2.4～3,0 Zn：≤0,25 Мн：0.50～1,0 Ti：≤0,20 Cr：0.05～0,20 Fe：0.000～0,400 |
22% вища міцність, ніж 5052, хороша стійкість до корозії та зварюваність, середня формоздатність | Корпусні конструкції, Судна тиску, трубопроводи, тощо. | |
| 5456 | О H321 |
Al：Залишатися І：≤0,50 Cu：3.8～4,9 Мг：1.2～1,8 Zn：≤0,30 Мн：0.30～0,9 Ti：≤0,15 У：≤0,10 Fe：0.00～0,50 Хочу + Маю：0.000～0,500 |
Схожий на 5083, але дещо вищу міцність і сприйнятливість до корозії під напругою | корпус і палуба | |
| 6061 | T4 T6 |
Куточок：0.15～0,4 Мн：0.15 Мг：0.8～1,2 Zn：0.25 Cr：0.04～0,35 Ti：0.15 І：0.4～0,8 Fe：0.7 Al：Залишатися |
Стійкий до корозії алюмінієвий сплав, який можна зміцнити термічною обробкою. Має високу міцність, але низьку міцність зварного шва. В основному використовується для гвинтових і клепаних конструкцій, які не контактують з морською водою. | Надбудова, конструкція перегородки, рамка, тощо. | |
| Для екіпірування | 1050 1200 |
H112 О H12 H24 |
Al ：Залишайтеся Si：≤0,25 Феод：0.40 Куточок ：≤0,50 Мн：≤0,50 мг：≤0,50 Zn：≤0,15 Ti ：≤0,03 |
Низька міцність, хороша технологічність, зварюваність і стійкість до корозії, висока обробка поверхні | внутрішнє оздоблення |
| 3003 | H112 О H12 |
Al ：Залишайтеся Si：≤0,60 Феод：≤0,70 Cu ：≤0,50 Мн：1.0~1,5 Zn：≤0,10 |
10% вища міцність, ніж 1100, Хороша формуваність, зварюваність, і корозійна стійкість | Інтер'єр, дах і бічні панелі резервуарів LPG |
Розміри алюмінієвих плит для кораблів
Товщина плити визначається конструкцією корпусу, характеристики корабля та місце використання. З точки зору полегшення корпусу, тонкі пластини, як правило, використовуються якомога частіше, але слід також враховувати глибину корозії пластини під час використання. Зазвичай використовуються пластини 1,6 мм. Тонкі пластини зверху і товсті пластини нижче 30 мм.
Щоб зменшити зварювання, 2.0часто використовуються алюмінієві плити шириною м. На великих кораблях використовуються алюмінієві плити шириною 2,5 м. Зазвичай довжина становить 6 метрів. Деякі плити зі специфікаціями також використовуються відповідно до контрактів на верфі.
Дуже широка алюмінієва пластина для суднобудування
Для того, щоб покращити протиковзкий ефект, палуба, як правило, приймає шаблон дошки.
Приклади використання морських алюмінієвих сплавів
| Використання | Сплав | Види продукції |
| Корабельна сторона, нижня оболонка | 5083,5086,5456,5052 | Тарілка, профіль |
| Кіль | 5083 | Тарілка |
| Грудна клітка | 5083 | Тарілка, профіль |
| Ребра, поруч | 5083,6061 | Тарілка |
| П'єдестал двигуна | 5083 | Тарілка |
| колода | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Тарілка, профіль |
| Рульова рубка | 5083,6N01，5052 | Тарілка, профіль |
| Оплот | 5083 | Тарілка, профіль |
| димар | 5083,5052 | Тарілка |
| Верхня та бічні панелі контейнера | 3003,3004,5052 | Тарілка |
| Ілюмінатор | 5052,5083,6063，AC7A | Профілі, виливки |
| Трап | 5052,5083,6063,6061 | Профіль |
| щогла | 5052,5083,6063,6061 | трубка, стрижень, профіль |
| Конструкційні матеріали для морських контейнерів | 6063,6061,7003 | Профіль |
| Двигуни та інші морські компоненти | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Кастинг |
Відпуски морських алюмінієвих сплавів
Стан алюмінієвого сплаву вказує на спосіб обробки, внутрішня структура і механічні властивості матеріалу. Загалом, інженерні компанії використовують матеріали в різних станах відповідно до різних цілей використання. 5000 серії сплавів, які використовуються для конструкцій корпусу, приймають стани O і H, і 6000 сплави серії приймають Т-стан. Деталі H-стану 5000 сплави серії та коди станів сплавів серії 6000 і литих сплавів серії AC, перерахованих у стандартах JIS Японії, наведено в таблиці нижче.
Морські алюмінієві сплави
Характер і процес 5000 серія алюміній для конструкції корпусу
| Вдача | Технологія обробки |
| H111 | Після відпалу, Холодна робота (скочування або випрямлення) |
| H112 | Екструдований стан або вихідний стан після гарячої прокатки, але є вимоги до механічних властивостей матеріалу, і необхідні експерименти з механічними властивостями. |
| H116 | Холодна обробка та низькотемпературний відпал для покращення стійкості матеріалу до розкорозної корозії. |
| H14 | Міцність на розрив знаходиться між станом O і станом H18 (1/2 важкий стан) |
| H311 | H31 плюс невеликий холодний робочий стан |
| H32 | Міцність на розрив знаходиться між станом O і станом H34 (стабілізаційна обробка виконується після холодної обробки. 1/4 важкий стан) |
| H321 | H32 плюс невеликий холодний робочий стан |
| H323 | Спеціальний стан обробки покращує стійкість H32 до корозійного розтріскування під напругою (1/4 важкий стан) |
| H34 | Міцність на розрив знаходиться між станом O і станом H38 (стабілізаційна обробка виконується після холодної обробки. 1/2 важкий стан) |
| H343 | Спеціальний стан обробки покращує стійкість H34 до корозійного розтріскування під напругою (1/2 важкий стан) |
Характер і процес 6000 серія алюміній для конструкції корпусу
| Вдача | Технологія обробки |
| Т1 | Після високотемпературної термічної обробки та охолодження, природний стан старіння підходить для гарячепресованих матеріалів, які не піддаються холодній обробці, або випрямлення та інші продукти холодної обробки, які незначно впливають на їх калібровані механічні властивості. |
| T4 | Після обробки розчином, природний стан старіння. Підходить для продуктів, які після обробки розчином не піддаються холодній обробці, або вироби, де холодне випрямлення мало впливає на калібровані механічні властивості. |
| T5 | Після високотемпературної гарячої обробки, стан штучного старіння підходить для виробів, які не проходять холодну обробку після високотемпературного формування. Або продукти, випрямлення та холодна обробка яких мало впливають на їх калібровані механічні властивості. |
| T6 | Після обробки розчином, штучний стан відмови. Він підходить для виробів, які не піддаються холодній обробці після обробки розчином, або які мають незначний вплив на їх калібровані механічні властивості через випрямлення та інші операції. |
| Т61 | Лікування в гарячій воді Т6 лікування, підходить для виливків. |
Більше інформації про алюмінієвий сплав для кораблів, будь ласка, відвідайте: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
