Aleación de aluminio para barcos.
1289 Puntos de vista 2024-04-25 08:21:20
Aleación de aluminio para barcos.
Las aleaciones de aluminio se utilizan en la industria naval desde hace casi cien años.. Con el rápido desarrollo de las industrias de construcción naval nacionales y extranjeras., Se ha prestado cada vez más atención al peso ligero de los barcos.. Debido a la baja densidad, alta resistencia, alta rigidez y resistencia a la corrosión del aluminio, diseño de barcos Los barcos construidos con aluminio son 15-20% más ligero que los barcos construidos con acero u otros materiales compuestos. La alta dureza, La resistencia a la corrosión y la soldabilidad de las aleaciones de aluminio proporcionan una buena opción para la construcción de barcos con requisitos de peso estrictos.. Porque el costo de procesamiento del aluminio es menor., Es más económico utilizar aluminio para construir barcos..
Aleación de aluminio para barcos.
Las aleaciones de aluminio se pueden utilizar como placas., extruido y fundido. Junto con las excelentes propiedades físicas de las aleaciones de aluminio., Es muy económico fabricar barcos con aleaciones de aluminio..
Desde la perspectiva de los diseñadores de barcos., Los barcos fabricados con aleaciones de aluminio pueden alcanzar velocidades más altas y una vida útil más larga.. Estas ventajas de las aleaciones de aluminio han llevado a un rápido desarrollo en la aplicación de las aleaciones de aluminio.. La industria de la construcción naval está dominada por los materiales de aluminio.. Proporciona un amplio mercado de aplicaciones..
Las aleaciones de aluminio utilizadas en los barcos se pueden dividir en aleaciones de aluminio deformadas y aleaciones de aluminio fundido.
La aplicación de las aleaciones de aluminio deformadas en la construcción naval de diversos países abarca desde la superestructura de buques de gran superficie, la construcción de miles de toneladas de buques de investigación oceánica totalmente de aluminio, buques mercantes y buques de pasaje de alta mar, a hidroalas, aerodeslizadores, ferries de pasajeros, barcos de pasajeros catamaranes, transporte Las aleaciones de aluminio deformadas se utilizan ampliamente en varios barcos de pasajeros de alta velocidad y lanchas rápidas militares, como barcos y lanchas de desembarco.. La aleación de aluminio fundido se utiliza principalmente para componentes como bombas., pistones, piezas de equipamiento, y llueve proyectiles de minas.
Principios de selección de materiales y ventajas de la aleación de aluminio para barcos.
Mayor relación de resistencia y módulo específico.
El límite elástico y el módulo de elasticidad de los materiales son los parámetros más básicos para calcular la resistencia de las estructuras de un barco y determinar el tamaño de la estructura.. Dado que el módulo elástico y la densidad de varias aleaciones de aluminio son aproximadamente los mismos, agregar una pequeña cantidad de elementos de aleación o cambiar el estado del tratamiento térmico tiene poco efecto sobre ellos, por lo que aumentar el límite elástico dentro de un cierto rango es beneficioso para reducir el peso de la estructura del barco..
5083 aluminio para esqueleto de barcos
Generalmente, La densidad de la aleación de aluminio es de aproximadamente 2,7 ~ 2,8/cm3., y el módulo elástico es de aproximadamente 70 ~ 73 GPa. Sin embargo, Por lo general, es difícil que las aleaciones de aluminio de alta resistencia tengan una excelente resistencia a la corrosión y soldabilidad al mismo tiempo.. Por lo tanto, Las aleaciones de aluminio con resistencia media y resistencia a la corrosión que se pueden soldar generalmente se seleccionan para aleaciones de aluminio a bordo.. Además, Las aleaciones de aluminio fundido también tienen ciertas aplicaciones en el campo de la construcción naval.. solicitud.
Excelente rendimiento de soldadura
Para barcos, Las conexiones soldadas tienen ventajas obvias sobre las conexiones remachadas., Por eso los métodos de soldadura se han utilizado ampliamente en la construcción naval., básicamente reemplazando estructuras remachadas.
Actualmente, Los métodos automáticos de soldadura por arco de argón se utilizan principalmente en la construcción de barcos de aluminio.. La buena soldabilidad de las aleaciones de aluminio significa que la tendencia de las aleaciones de aluminio a formar grietas durante la soldadura es menor., eso es, Las aleaciones de aluminio tienen buena resistencia a las grietas por soldadura., y el rendimiento de las uniones soldadas no cambia mucho después de la soldadura. Porque las propiedades perdidas debido a la soldadura no pueden recuperarse mediante un tratamiento de recalentamiento en condiciones de construcción naval., Esta es una de las características importantes que distingue la aleación de aluminio para barcos de otras aleaciones de aluminio estructural..
La resistencia post-soldadura del AL-Zn-Mg (7000 serie) y AL-Mg-Si (6000 aleaciones de aluminio en serie) se reduce significativamente, y la resistencia a la corrosión posterior a la soldadura de las aleaciones de la serie AL-Zn-Mg también es pobre. Por lo tanto, Estas dos series de aleaciones se utilizan como Existen ciertas restricciones al soldar materiales marinos.. AL-Mg (5000 serie) las aleaciones no tienen este inconveniente.
Las aleaciones de la serie AL-Zn-Mg se utilizan principalmente para componentes que pueden tratarse térmicamente después de la soldadura. (como proyectiles de torpedo), y las aleaciones de la serie AL-Mg-Si se utilizan principalmente como perfiles..
Excelente resistencia a la corrosión
Las estructuras de barcos se utilizan principalmente en entornos marinos y medios marinos hostiles.. Por lo tanto, Si las aleaciones de aluminio son resistentes a la corrosión es uno de los principales indicadores que determinan si pueden usarse como aleaciones de aluminio marino..
Aleación de aluminio para barcos.
Generalmente se requiere que los sustratos de aleación de aluminio marino y las uniones soldadas no presenten corrosión bajo tensión., Tendencias de corrosión por desconchado y corrosión intergranular en agua de mar y ambientes marinos.; corrosión por contacto, La corrosión por grietas y la corrosión por adhesión marina deben evitarse en la medida de lo posible.; Se permiten pequeñas manchas y corrosión uniforme.. corrosión.
Buenas propiedades de conformado en frío y en caliente.
Durante el proceso de construcción, los barcos deben someterse a un procesamiento en frío (como dobladillo, curling, doblado de rodillos, estampado, etc.) y procesamiento en caliente (como el doblado en caliente, corrección de fuego, etc.). Por lo tanto, Se requiere que las aleaciones de aluminio marino sean fáciles de procesar y formar., no producir defectos como grietas durante el procesamiento, y seguir cumpliendo con los requisitos de rendimiento, como la resistencia y la resistencia a la corrosión después del procesamiento..
Ventajas de las aleaciones de aluminio en aplicaciones marinas
La aleación de aluminio tiene las características de gravedad específica y módulo elástico pequeños., resistencia a la corrosión, soldabilidad, fácil procesamiento, No magnético y buen rendimiento a baja temperatura.. Tiene las siguientes ventajas cuando se utiliza en barcos.:
- (1) Debido a su pequeño peso específico, Puede reducir el peso del barco., reducir la capacidad del solo motor, y aumentar la velocidad; Puede reducir el consumo de combustible y ahorrar combustible.; Puede mejorar la relación de aspecto del barco., aumentar la estabilidad, y hacer que el barco sea fácil de maniobrar; También podrás aumentar la capacidad de carga y obtener beneficios adicionales..
- (2) Debido a su buena resistencia a la corrosión, Puede reducir los costos de mantenimiento, como la lubricación, y extender su vida útil. (normalmente más de 20 años).
- (3) El rendimiento de procesamiento y formación es bueno., y es fácil llevar a cabo diversas formas de procesamiento, como cortar, estampado, doblado en frío, formando y cortando, etc., y es adecuado para el casco aerodinámico; Puede extruir perfiles grandes y anchos de paredes delgadas., Reducir el número de soldaduras y Racionalizar y aligerar la estructura del casco..
- (4) El rendimiento de la soldadura es bueno y se puede soldar fácilmente..
- (5) El módulo elástico es pequeño., la capacidad de absorber la tensión del impacto es grande, y tiene mayor seguridad.
- (6) La chatarra de aluminio es fácil de recuperar y puede reciclarse.
- (7) Sin fragilidad a baja temperatura, más adecuado para equipos de baja temperatura.
- (8) Porque no es magnético, la brújula no se verá afectada; El barco, totalmente de aluminio, puede evitar ataques de minas y es adecuado para su uso como dragaminas..
- (9) No hay daños por insectos ni deformaciones causadas por el secado.; no arde y es más seguro en caso de incendio.
Tipos, Características y usos de las aleaciones de aluminio marino.
Aleación de aluminio para barcos. (Aleaciones de aluminio marino) Se puede dividir en aleaciones de aluminio deformadas y aleaciones de aluminio fundido según diferentes procesos de fabricación.. Dado que las aleaciones de aluminio marino tienen requisitos especiales de resistencia, resistencia a la corrosión, soldabilidad, etc., aluminio-magnesio (5000 Serie) aleaciones, aluminio-magnesio-silicio (6000 serie) aleaciones y aluminio-zinc-magnesio (7000 serie) aleaciones.
Construcción naval de aluminio
Entre ellos, Las aleaciones de la serie aluminio-magnesio son las más utilizadas en los barcos.. A continuación se presentan principalmente las aleaciones de aluminio deformadas para barcos..
Las aleaciones de aluminio para barcos se pueden dividir en aleaciones de aluminio para estructuras de casco y aleaciones de aluminio para equipamiento según sus usos.. Las aleaciones de aluminio utilizadas para las estructuras de los cascos de los barcos son principalmente 5083 aleación, 5086 aleación y 5456 aleación.
Desde 6000 Las aleaciones en serie sufrirán corrosión intergranular en agua de mar., Se utilizan principalmente en la superestructura de los barcos.. Las aleaciones de aluminio para equipamiento se utilizan principalmente en perfiles extruidos..
La resistencia y el rendimiento del proceso de 7000 La aleación en serie después del tratamiento térmico es incluso mejor que la de 5000 aleación en serie. Tiene amplias perspectivas de aplicación en la fabricación de barcos.. Se utiliza principalmente en superestructuras de barcos., como estructuras extruidas, placas de armadura, etc.. Sin embargo, la desventaja de 7000 aleación es que es resistente a La resistencia a la corrosión bajo tensión es pobre, lo que limita el rango de uso de esta serie de aleaciones.
| Categoría | Aleación | Temperamento | Composición química (Estándar HE) | Características | Solicitud |
| Para casco | 5052 | O H14 H34 |
Alabama：permanecer si：≤0,25 cobre：≤0,10 mg：2.2~2.8 zinc：≤0,10 millones：≤0.10 cr：0.15~0,35Fe：≤0,40 |
Fuerza media, buena resistencia a la corrosión y conformabilidad, alta resistencia a la fatiga | Superestructura, componentes auxiliares, casco de barco |
| 5083 | O H32 |
Alabama：Permanecer Y：≤0,40Cu：≤0.10 magnesio：4.0~4,9 Zn：≤0,25 Minnesota：0.40~1.0Ti：≤0,15 cr：0.05~0,25Fe：0~0.400 |
Aleación de aluminio típica para soldar., con la mayor resistencia entre las aleaciones no tratables térmicamente, buena soldabilidad, Resistencia a la corrosión y rendimiento a bajas temperaturas. | Estructura principal del casco | |
| 5086 | H32 H34 |
Alabama：Permanecer Y：≤0,40Cu：≤0.10 magnesio：3.5~4,5 Zn：≤0,25 Minnesota：0.20~0,7 Ti：≤0,15 cr：0.05~0,25Fe：0~0.500 |
La soldabilidad y resistencia a la corrosión son las mismas que 5083, la fuerza es ligeramente menor, y se mejora la capacidad de extrusión. | Estructura principal del casco. (perfiles extruidos de paredes delgadas y de ancho ancho) | |
| 5454 | H32 H34 |
Alabama：Permanecer Y：≤0,25Cu：≤0.10 magnesio：2.4~3,0 Zn：≤0,25 Minnesota：0.50~1.0Ti：≤0,20 cr：0.05~0,20 Fe：0.000~0.400 |
22% mayor resistencia que 5052, buena resistencia a la corrosión y soldabilidad, formabilidad promedio | Estructuras del casco, recipientes a presión, tuberías, etc.. | |
| 5456 | O H321 |
Alabama：Permanecer Y：≤0,50Cu：3.8~4.9 magnesio：1.2~1,8 Zn：≤0.30 Minnesota：0.30~0,9 Ti：≤0,15 En：≤0,10Fe：0.00~0,50 querer + tener：0.000~0.500 |
Similar a 5083, pero ligeramente mayor resistencia y susceptible a la corrosión bajo tensión | casco y cubierta | |
| 6061 | T4 T6 |
cobre：0.15~0,4 millones：0.15 magnesio：0.8~1,2 Zn：0.25 cr：0.04~0,35 Ti：0.15 Y：0.4~0,8Fe：0.7 Alabama：Permanecer |
Aleación de aluminio resistente a la corrosión que puede reforzarse mediante tratamiento térmico.. Tiene alta resistencia pero baja resistencia a la soldadura.. Se utiliza principalmente para estructuras atornilladas y remachadas que no están en contacto con el agua de mar.. | Superestructura, estructura de mamparo, marco, etc.. | |
| Para equipar | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
Alabama ：permanecer si：≤0,25 Fe：0.40 cobre ：≤0.50 Minnesota：≤0,50 mg：≤0.50 zinc：≤0,15 Ti ：≤0,03 |
Baja resistencia, buena procesabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión, tratamiento superficial alto | decoración de interiores |
| 3003 | H112 O H12 |
Alabama ：permanecer si：≤0,60 Fe：≤0,70Cu ：≤0.50 Minnesota：1.0~1,5 zinc：≤0.10 |
10% mayor resistencia que 1100, buena formabilidad, soldabilidad, y resistencia a la corrosión | Interior, Techo y paneles laterales de tanques de GLP. |
Dimensiones de placas de aluminio para barcos.
El espesor de la placa está determinado por la estructura del casco., especificaciones del barco y ubicación de uso. Desde la perspectiva del aligeramiento del casco., generalmente se utilizan placas delgadas tanto como sea posible, pero también se debe considerar la profundidad de la corrosión de la placa durante el uso.. Las placas más utilizadas son de 1,6 mm.. Placas finas arriba y gruesas debajo 30mm.
Para reducir la soldadura, 2.0A menudo se utilizan placas de aluminio de m de ancho.. Los barcos grandes utilizan placas de aluminio de 2,5 m de ancho.. La longitud es generalmente de 6 m.. Algunas placas con especificaciones especiales también se utilizan según contratos de astilleros..
Placa de aluminio extra ancha para la construcción naval
Para mejorar el efecto antideslizante., la plataforma generalmente adopta un tablero patrón.
Ejemplos de usos de aleaciones de aluminio marino.
| Usar | Aleación | Tipos de producto |
| Lado del barco, caparazón inferior | 5083,5086,5456,5052 | Lámina, perfil |
| Quilla | 5083 | Lámina |
| Caja torácica | 5083 | Lámina, perfil |
| costillas, al lado | 5083,6061 | Lámina |
| Pedestal del motor | 5083 | Lámina |
| Cubierta | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Lámina, perfil |
| Timonera | 5083,6N01，5052 | Lámina, perfil |
| Baluarte | 5083 | Lámina, perfil |
| Chimenea | 5083,5052 | Lámina |
| Paneles superiores y laterales del contenedor | 3003,3004,5052 | Lámina |
| Porta | 5052,5083,6063，AC7A | Perfiles, piezas fundidas |
| Pasarela | 5052,5083,6063,6061 | Perfil |
| Mástil | 5052,5083,6063,6061 | tubo, vara, perfil |
| Materiales estructurales para contenedores de buques offshore. | 6063,6061,7003 | Perfil |
| Motores y otros componentes marinos. | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Fundición |
Los temperamentos de las aleaciones de aluminio marino.
El estado de la aleación de aluminio indica el método de procesamiento., estructura interna y propiedades mecánicas del material. Generalmente, Las empresas de ingeniería utilizan materiales en diferentes estados según los diferentes usos.. 5000 Las aleaciones en serie utilizadas para las estructuras del casco adoptan los estados O y H., y 6000 Las aleaciones en serie adoptan el estado T.. Los detalles del estado H de 5000 Las aleaciones de la serie y los códigos estatales de las aleaciones de la serie 6000 y las aleaciones fundidas de la serie AC enumeradas en las normas JIS de Japón se muestran en la siguiente tabla.
Aleaciones de aluminio marino
Temperamento y proceso de 5000 Serie de aluminio para estructura de casco.
| Temperamento | Tecnología de procesamiento |
| H111 | Después del recocido, trabajo en frio (enrollar o enderezar) |
| H112 | Estado extruido o estado original después del laminado en caliente., pero existen requisitos para las propiedades mecánicas del material., y se requieren experimentos de propiedades mecánicas. |
| H116 | Trabajo en frío y recocido a baja temperatura para mejorar la resistencia del material a la corrosión por desconchado.. |
| H14 | La resistencia a la tracción está entre el estado O y el estado H18. (1/2 estado duro) |
| H311 | H31 plus pequeño estado de trabajo en frío |
| H32 | La resistencia a la tracción está entre el estado O y el estado H34. (El tratamiento de estabilización se realiza después del trabajo en frío.. 1/4 estado duro) |
| H321 | H32 plus pequeño estado de trabajo en frío |
| H323 | El estado de procesamiento especial mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión del H32. (1/4 estado duro) |
| H34 | La resistencia a la tracción está entre el estado O y el estado H38. (El tratamiento de estabilización se realiza después del trabajo en frío.. 1/2 estado duro) |
| H343 | El estado de procesamiento especial mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión del H34. (1/2 estado duro) |
Temperamento y proceso de 6000 Serie de aluminio para estructura de casco.
| Temperamento | Tecnología de procesamiento |
| T1 | Después del procesamiento térmico y enfriamiento a alta temperatura., el estado de envejecimiento natural es adecuado para materiales extruidos en caliente que no se someten a procesamiento en frío, o alisado y otros productos de procesamiento en frío que tienen poco impacto en sus propiedades mecánicas calibradas. |
| T4 | Después del tratamiento con solución, estado de envejecimiento natural. Es adecuado para productos que no se someten a procesamiento en frío después del tratamiento con solución., o productos donde el alisado en frío tiene poco impacto en las propiedades mecánicas calibradas. |
| T5 | Después del procesamiento en caliente a alta temperatura, El estado de envejecimiento artificial es adecuado para productos que no se someten a procesamiento en frío después del conformado a alta temperatura.. O productos cuyo enderezamiento y trabajo en frío tiene poco impacto en sus propiedades mecánicas calibradas.. |
| T6 | Después del tratamiento con solución, estado de falla artificial. Es adecuado para productos que no se someten a trabajo en frío después del tratamiento con solución., o que tienen poco impacto en sus propiedades mecánicas calibradas debido al enderezamiento y otras operaciones. |
| T61 | Tratamiento en agua caliente Tratamiento T6, adecuado para piezas fundidas. |
Más conocimientos sobre aleaciones de aluminio para barcos, visite: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
