Aluminiumslegering til skibe

Aluminiumslegering til skibe

Aluminiumslegeringer har været brugt i skibsbygningsindustrien i næsten hundrede år. Med den hurtige udvikling af den indenlandske og udenlandske skibsbygningsindustri, der er blevet mere og mere opmærksomhed på skibenes lette vægt. På grund af den lave tæthed, høj styrke, høj stivhed og korrosionsbestandighed af aluminium, skibsdesign Skibe bygget med aluminium er 15-20% lettere end skibe bygget med stål eller andre kompositmaterialer. Den høje sejhed, korrosionsbestandighed og svejsbarhed af aluminiumslegeringer giver et godt valg til bygning af skibe med strenge vægtkrav. Fordi forarbejdningsomkostningerne for aluminium er lavere, det er mere økonomisk at bruge aluminium til at bygge skibe.

Aluminiumslegering til skibe

Aluminiumslegeringer kan bruges som plader, ekstruderet og støbt. Sammen med de fremragende fysiske egenskaber af aluminiumslegeringer, det er meget økonomisk at fremstille skibe med aluminiumslegeringer.

Fra skibsdesignernes perspektiv, skibe lavet af aluminiumslegeringer kan opnå højere hastigheder og længere levetid. Disse fordele ved aluminiumslegeringer har ført til hurtig udvikling i anvendelsen af ​​aluminiumslegeringer. Skibsbygningsindustrien er domineret af aluminiumsmaterialer. Giver et bredt applikationsmarked.

Aluminiumslegeringer brugt på skibe kan opdeles i deforme aluminiumlegeringer og støbte aluminiumslegeringer

Anvendelsen af ​​deformerede aluminiumslegeringer i skibsbygning i forskellige lande spænder fra overbygningen af ​​store overfladeskibe, konstruktionen af ​​tusindvis af tons havforskningsfartøjer udelukkende af aluminium, oceangående handelsskibe og passagerskibe, til hydrofoiler, luftpudefartøjer, passagerfærger, katamaran passagerskibe, transport Deformerede aluminiumslegeringer er meget udbredt på forskellige højhastighedspassagerskibe og militære speedbåde såsom både og landgangsfartøjer. Støbt aluminiumslegering bruges hovedsageligt til komponenter som pumper, stempler, udstyrsdele, og regne mineskaller.

Materialevalgsprincipper og fordele ved aluminiumslegering til skibe

Højere styrkeforhold og specifikt modul

Materialernes flydespænding og elasticitetsmodul er de mest grundlæggende parametre til beregning af styrken af ​​skibskonstruktioner og bestemmelse af strukturens størrelse. Da elasticitetsmodulet og densiteten af ​​forskellige aluminiumslegeringer er nogenlunde det samme, tilføjelse af en lille mængde legeringselementer eller ændring af varmebehandlingstilstanden har ringe effekt på dem, så en forøgelse af flydespændingen inden for et bestemt interval er gavnlig for at reducere vægten af ​​skibsstrukturen.

5083 aluminium til skelet af skibe

Generelt, tætheden af ​​aluminiumslegering er omkring 2,7 ~ 2,8/cm3, og elasticitetsmodulet er omkring 70~73GPa. Imidlertid, det er normalt vanskeligt for højstyrke aluminiumslegeringer at have fremragende korrosionsbestandighed og svejsbarhed på samme tid. Derfor, aluminiumslegeringer med middel styrke og korrosionsbestandighed, der kan svejses, vælges generelt til aluminiumslegeringer om bord. Derudover, støbte aluminiumslegeringer har også visse anvendelser inden for skibsbygningsområdet. anvendelse.

Fremragende svejseydelse

Til skibe, svejseforbindelser har åbenlyse fordele i forhold til nitteforbindelser, så svejsemetoder har været meget brugt i skibsbygning, stort set erstatte nitte strukturer.

For tiden, automatiske argonbuesvejsemetoder bruges hovedsageligt i aluminiumsskibskonstruktion. Den gode svejsbarhed af aluminiumslegeringer betyder, at aluminiumslegeringens tendens til at danne revner under svejsning er mindre, det er, aluminiumslegeringer har god modstand mod svejserevner, og ydeevnen af ​​de svejste samlinger ændres ikke meget efter svejsning. Fordi de egenskaber, der går tabt på grund af svejsning, ikke kan genoprettes ved genopvarmningsbehandling under skibsbygningsforhold, dette er en af ​​de vigtige egenskaber, der adskiller aluminiumslegering til skibe fra andre strukturelle aluminiumslegeringer.

Eftersvejsningsstyrken af ​​AL-Zn-Mg (7000 serie) og AL-Mg-Si (6000 serie aluminiumslegeringer) er væsentligt reduceret, og efter svejsning korrosionsbestandigheden af ​​AL-Zn-Mg serie legeringer er også dårlig. Derfor, disse to serier legeringer bruges som Der er visse restriktioner ved svejsning af marine materialer. AL-Mg (5000 serie) legeringer har ikke denne ulempe.

AL-Zn-Mg seriens legeringer bruges hovedsageligt til komponenter, der kan varmebehandles efter svejsning (såsom torpedoskaller), og AL-Mg-Si serie legeringer bruges hovedsageligt som profiler.

Fremragende korrosionsbestandighed

Skibsstrukturer bruges mest i barske havvandsmedier og havmiljøer. Derfor, om aluminiumslegeringer er korrosionsbestandige er en af ​​de vigtigste indikatorer, der afgør, om de kan bruges som marine aluminiumslegeringer.

Aluminiumslegering til skibe

Marine aluminiumslegeringssubstrater og svejsede samlinger skal generelt ikke have nogen spændingskorrosion, spaltningskorrosion og intergranulær korrosionstendenser i havvand og havmiljøer; kontaktkorrosion, sprækkekorrosion og marin adhæsionskorrosion bør undgås så meget som muligt; små ensartede korrosion og pletter er tilladt. korrosion.

Gode ​​kold- og varmdannende egenskaber

Under byggeprocessen, skibe skal undergå kold behandling (såsom hæmning, curling, rulle bøjning, stempling, osv.) og varm behandling (såsom varmbøjning, brandkorrektion, osv.). Derfor, marine aluminiumslegeringer skal være nemme at bearbejde og forme, ikke at give defekter såsom revner under forarbejdningen, og stadig opfylde ydeevnekrav såsom styrke og korrosionsbestandighed efter forarbejdning.

Fordele ved aluminiumslegeringer i marine applikationer

Aluminiumslegering har karakteristika af lille vægtfylde og elasticitetsmodul, Korrosionsmodstand, svejsbarhed, nem behandling, ikke-magnetisk og god lav temperatur ydeevne. Det har følgende fordele, når det bruges i skibe:

• (1) På grund af dens lille vægtfylde, det kan reducere skibets vægt, reducere kapaciteten af ​​den enkelte motor, og øge hastigheden; det kan reducere brændstofforbruget og spare brændstof; det kan forbedre størrelsesforholdet på skibet, øge stabiliteten, og gøre skibet let at manøvrere; Du kan også øge lastekapaciteten og få yderligere overskud.
• (2) På grund af dens gode korrosionsbestandighed, det kan reducere vedligeholdelsesomkostninger såsom oliering og forlænge dets levetid (normalt mere end 20 år).
• (3) Forarbejdnings- og formningsydelsen er god, og det er nemt at udføre forskellige former for bearbejdning såsom skæring, stempling, kold bøjning, formning og skæring, osv., og er velegnet til det strømlinede skrog; den kan ekstrudere store brede tyndvæggede profiler, reducere antallet af svejsninger og rationalisere og lette skrogstrukturen.
• (4) Svejseydelsen er god og kan let svejses.
• (5) Elasticitetsmodulet er lille, evnen til at optage stødbelastning er stor, og det har større sikkerhed.
• (6) Aluminiumsskrot er let at genvinde og kan genbruges.
• (7) Ingen skørhed ved lav temperatur, mest velegnet til lavtemperaturudstyr.
• (8) Fordi det er ikke-magnetisk, kompasset vil ikke blive påvirket; skibet helt i aluminium kan undgå mineangreb og er velegnet til brug som minestryger.
• (9) Der er ingen insektskade eller deformation forårsaget af tørring; det brænder ikke og er mere sikkert i tilfælde af brand.

Typer, egenskaber og anvendelser af marine aluminiumslegeringer

Aluminiumslegering til skibe (Marine aluminiumslegeringer) kan opdeles i deformerede aluminiumslegeringer og støbte aluminiumslegeringer i henhold til forskellige fremstillingsprocesser. Da marine aluminiumslegeringer har særlige krav til styrke, Korrosionsmodstand, svejsbarhed, osv., aluminium-magnesium (5000 Serie) legeringer, aluminium-magnesium-silicium (6000 serie) legeringer og aluminium-zink-magnesium (7000 serie) legeringer.

Skibsbygning af aluminium

Blandt dem, aluminium-magnesium seriens legeringer er de mest udbredte på skibe. Det følgende introducerer hovedsageligt de deformerede aluminiumslegeringer til skibe.

Aluminiumslegeringer til skibe kan opdeles i aluminiumslegeringer til skrogkonstruktioner og aluminiumslegeringer til indretning alt efter deres anvendelse.. De aluminiumlegeringer, der anvendes til skibsskalkonstruktioner, er hovedsageligt 5083 legering, 5086 legering og 5456 legering.

Siden 6000 serielegeringer vil gennemgå intergranulær korrosion i havvand, de bruges hovedsageligt i overbygningen af ​​skibe. Udrustning af aluminiumslegeringer bruges hovedsageligt i ekstruderede profiler.

Styrken og procesydelsen af 7000 serie legering efter varmebehandling er endnu bedre end 5000 serie legering. Det har brede anvendelsesmuligheder inden for skibsfremstilling. Det bruges hovedsageligt i skibsoverbygninger, såsom ekstruderede strukturer, panserplader, osv. Imidlertid, ulempen ved 7000 legering er, at den er modstandsdygtig overfor Spændingskorrosionsbestandigheden er dårlig, hvilket begrænser anvendelsesområdet for denne serie af legeringer.

Dimensioner af aluminiumsplader til skibe

Pladens tykkelse bestemmes af skrogets struktur, skibsspecifikationer og brugssted. Fra perspektivet om at lette skroget, tynde plader bruges generelt så meget som muligt, men dybden af ​​korrosion af pladen under brug bør også overvejes. Almindeligt brugte plader er 1,6 mm. Tynde plader over og tykke plader under 30mm.

For at reducere svejsning, 2.0m brede aluminiumsplader bruges ofte. Store skibe bruger 2,5 m brede aluminiumsplader. Længden er generelt 6m. Nogle plader med specielle specifikationer anvendes også i henhold til værftskontrakter.

Ekstra bred aluminiumsplade til skibsbygning

For at forbedre den skridsikre effekt, dækket bruger generelt mønsterpladen.

Eksempler på anvendelser af marine aluminiumslegeringer

Temperamentet af marine aluminiumslegeringer

Tilstanden af ​​aluminiumslegering angiver forarbejdningsmetoden, materialets indre struktur og mekaniske egenskaber. Generelt, ingeniørvirksomheder bruger materialer i forskellige stater i henhold til forskellige anvendelser. 5000 serielegeringer, der bruges til skrogstrukturer, vedtager O- og H-tilstande, og 6000 serielegeringer vedtager T-tilstand. H-tilstandsdetaljerne vedr 5000 serielegeringer og tilstandskoderne for 6000-seriens legeringer og AC-seriens støbte legeringer, der er opført i Japans JIS-standarder, er vist i tabellen nedenfor.

Marine aluminiumslegeringer

Temperament og proces af 5000 serie aluminium til skrogstruktur

Temperament og proces af 6000 serie aluminium til skrogstruktur

Mere viden om aluminiumslegering til skibe besøg venligst: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html