آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها
1289 بازدیدها 2024-04-25 08:21:20
آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها
آلیاژهای آلومینیوم نزدیک به صد سال است که در صنعت کشتی سازی استفاده می شود. با توسعه سریع صنایع کشتی سازی داخلی و خارجی, توجه بیشتر و بیشتری به سبک وزن کشتی ها شده است. به دلیل چگالی کم, استحکام بالا, استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی آلومینیوم, طراحی کشتی کشتی های ساخته شده با آلومینیوم هستند 15-20% سبک تر از کشتی های ساخته شده با فولاد یا مواد مرکب دیگر. چقرمگی بالا, مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری آلیاژهای آلومینیوم انتخاب خوبی برای ساخت کشتی‌هایی با وزن سخت‌گیرانه است.. زیرا هزینه پردازش آلومینیوم کمتر است, استفاده از آلومینیوم برای ساخت کشتی مقرون به صرفه تر است.
آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها
از آلیاژهای آلومینیوم می توان به عنوان صفحه استفاده کرد, اکسترود شده و ریخته گری شده است. همراه با خواص فیزیکی برجسته آلیاژهای آلومینیوم, ساخت کشتی با آلیاژهای آلومینیوم بسیار مقرون به صرفه است.
از دیدگاه طراحان کشتی, کشتی های ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم می توانند به سرعت بالاتر و عمر طولانی تری دست یابند. این مزایای آلیاژهای آلومینیوم منجر به توسعه سریع در کاربرد آلیاژهای آلومینیوم شده است.. صنعت کشتی سازی تحت سلطه مواد آلومینیومی است. بازار کاربرد گسترده ای را ارائه می دهد.
آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در کشتی ها را می توان به آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته و آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری تقسیم کرد.
کاربرد آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته در کشتی سازی در کشورهای مختلف از روبنای کشتی های سطحی بزرگ می باشد., ساخت هزاران تن کشتی تحقیقاتی تمام آلومینیومی اقیانوس, کشتی های تجاری اقیانوس پیما و کشتی های مسافربری, به هیدروفویل ها, هواناوها, کشتی های مسافربری, کشتی های مسافربری کاتاماران, حمل و نقل آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته به طور گسترده در کشتی های مسافربری پرسرعت مختلف و قایق های تندرو نظامی مانند قایق ها و کشتی های فرود استفاده می شود.. آلیاژ آلومینیوم ریخته گری عمدتاً برای قطعاتی مانند پمپ ها استفاده می شود, پیستون ها, تجهیز قطعات, و باران پوسته های معدن.
اصول انتخاب مواد و مزایای آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها
نسبت استحکام بالاتر و مدول ویژه
استحکام تسلیم و مدول الاستیک مصالح اساسی ترین پارامتر برای محاسبه مقاومت سازه کشتی و تعیین اندازه سازه است.. از آنجایی که مدول الاستیک و چگالی آلیاژهای مختلف آلومینیوم تقریباً یکسان است, افزودن مقدار کمی از عناصر آلیاژی یا تغییر حالت عملیات حرارتی تأثیر کمی بر آنها دارد, بنابراین افزایش قدرت تسلیم در یک محدوده معین برای کاهش وزن ساختار کشتی مفید است.
5083 آلومینیوم برای اسکلت کشتی ها
معمولا, چگالی آلیاژ آلومینیوم حدود 2.7 ~ 2.8 / cm3 است, و مدول الاستیک حدود 70~73GPa است. با این حال, معمولاً برای آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری عالی به طور همزمان دشوار است.. از این رو, آلیاژهای آلومینیوم با استحکام متوسط و مقاومت در برابر خوردگی قابل جوشکاری معمولاً برای آلیاژهای آلومینیوم کشتی انتخاب می شوند.. علاوه بر این, آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری نیز کاربردهای خاصی در زمینه کشتی سازی دارند. کاربرد.
عملکرد جوشکاری عالی
برای کشتی ها, اتصالات جوشی مزایای آشکاری نسبت به اتصالات پرچ دارند, بنابراین روش های جوشکاری به طور گسترده در کشتی سازی استفاده شده است, اساساً جایگزین سازه های پرچ شده است.
در حال حاضر, روش های جوشکاری قوس اتوماتیک آرگون عمدتا در ساخت کشتی آلومینیومی استفاده می شود. جوش پذیری خوب آلیاژهای آلومینیوم به این معنی است که تمایل آلیاژهای آلومینیوم به ایجاد ترک در هنگام جوشکاری کمتر است., به این معنا که, آلیاژهای آلومینیوم مقاومت خوبی در برابر ترک جوش دارند, و عملکرد اتصالات جوش داده شده پس از جوشکاری تغییر چندانی نمی کند. زیرا خواص از دست رفته در اثر جوشکاری را نمی توان با عملیات حرارتی مجدد در شرایط کشتی سازی بازیابی کرد, این یکی از ویژگی های مهمی است که آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها را از سایر آلیاژهای آلومینیوم ساختاری متمایز می کند..
استحکام پس از جوش AL-Zn-Mg (7000 سلسله) و AL-Mg-Si (6000 سری آلیاژهای آلومینیوم) به میزان قابل توجهی کاهش می یابد, و مقاومت خوردگی پس از جوش آلیاژهای سری AL-Zn-Mg نیز ضعیف است. از این رو, از این دو سری آلیاژ استفاده می شود زیرا در هنگام جوشکاری مواد دریایی محدودیت های خاصی وجود دارد. AL-Mg (5000 سلسله) آلیاژها این عیب را ندارند.
آلیاژهای سری AL-Zn-Mg عمدتاً برای قطعاتی استفاده می شوند که می توانند پس از جوشکاری عملیات حرارتی شوند. (مانند پوسته های اژدر), و آلیاژهای سری AL-Mg-Si عمدتاً به عنوان پروفیل استفاده می شوند.
مقاومت در برابر خوردگی عالی
سازه های کشتی بیشتر در محیط های خشن آب دریا و محیط های دریایی استفاده می شود. از این رو, این که آیا آلیاژهای آلومینیوم در برابر خوردگی مقاوم هستند یا خیر، یکی از شاخص های اصلی است که تعیین می کند آیا می توان از آنها به عنوان آلیاژ آلومینیوم دریایی استفاده کرد یا خیر..
آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها
بسترهای آلیاژ آلومینیوم دریایی و اتصالات جوش داده شده معمولاً لازم است که هیچ خوردگی تنشی نداشته باشند, خوردگی پوسته پوسته شدن و تمایلات خوردگی بین دانه ای در آب دریا و محیط های دریایی; خوردگی تماسی, از خوردگی شکاف و خوردگی چسبندگی دریایی تا حد امکان باید اجتناب شود; خوردگی و لکه های یکنواخت کوچک مجاز است. خوردگی.
خواص خوب شکل دهی سرد و گرم
در طول فرآیند ساخت و ساز, کشتی ها باید تحت پردازش سرد قرار گیرند (مانند سجاف کردن, حلقه زدن, خم شدن رول, مهر زدن, و غیره.) و پردازش گرم (مانند خمش گرم, تصحیح آتش, و غیره.). از این رو, آلیاژهای آلومینیوم دریایی باید به راحتی پردازش و شکل بگیرند, عدم ایجاد عیوب مانند ترک در هنگام پردازش, و همچنان الزامات عملکردی مانند استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را پس از پردازش برآورده کند.
مزایای آلیاژهای آلومینیوم در کاربردهای دریایی
آلیاژ آلومینیوم دارای ویژگی های وزن مخصوص کوچک و مدول الاستیک است, مقاومت در برابر خوردگی, قابلیت جوشکاری, پردازش آسان, عملکرد غیر مغناطیسی و خوب در دمای پایین. در هنگام استفاده در کشتی دارای مزایای زیر است:
- (1) به دلیل وزن مخصوص کوچک آن, می تواند وزن کشتی را کاهش دهد, کاهش ظرفیت تک موتور, و سرعت را افزایش دهید; می تواند مصرف سوخت را کاهش دهد و در مصرف سوخت صرفه جویی کند; می تواند نسبت ابعاد کشتی را بهبود بخشد, افزایش ثبات, و مانور کشتی را آسان می کند; همچنین می توانید ظرفیت بار را افزایش داده و سود بیشتری به دست آورید.
- (2) به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی, می تواند هزینه های نگهداری مانند روغن کاری را کاهش داده و عمر مفید آن را افزایش دهد (معمولا بیشتر از 20 سال ها).
- (3) عملکرد پردازش و شکل دهی خوب است, و انجام انواع مختلف پردازش مانند برش آسان است, مهر زدن, خم شدن سرد, تشکیل و برش, و غیره., و برای بدنه ساده مناسب است; می تواند پروفیل های بزرگ دیواره نازک عریض را اکسترود کند, کاهش تعداد جوش ها و منطقی و سبک سازی ساختار بدنه.
- (4) عملکرد جوش خوب است و می توان آن را به راحتی جوش داد.
- (5) مدول الاستیک کوچک است, توانایی جذب استرس ضربه زیاد است, و ایمنی بیشتری دارد.
- (6) ضایعات آلومینیوم به راحتی قابل بازیابی است و قابل بازیافت است.
- (7) بدون شکنندگی در دمای پایین, مناسب ترین برای تجهیزات با دمای پایین.
- (8) زیرا غیر مغناطیسی است, قطب نما تحت تأثیر قرار نمی گیرد; کشتی تمام آلومینیومی می تواند از حملات مین جلوگیری کند و برای استفاده به عنوان یک مین روب مناسب است.
- (9) هیچ آسیب یا تغییر شکل ناشی از خشک شدن حشرات وجود ندارد; نمی سوزد و در صورت آتش سوزی ایمن تر است.
انواع, ویژگی ها و کاربردهای آلیاژهای آلومینیوم دریایی
آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها (آلیاژهای آلومینیوم دریایی) را می توان با توجه به فرآیندهای مختلف تولید به آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته و آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری تقسیم کرد.. از آنجایی که آلیاژهای آلومینیوم دریایی دارای الزامات خاصی برای استحکام هستند, مقاومت در برابر خوردگی, قابلیت جوشکاری, و غیره., آلومینیوم منیزیم (5000 سلسله) آلیاژها, آلومینیوم-منیزیم-سیلیکون (6000 سلسله) آلیاژها و آلومینیوم-روی-منیزیم (7000 سلسله) آلیاژها.
ساخت کشتی آلومینیومی
در میان آنها, آلیاژهای سری آلومینیوم منیزیم بیشترین استفاده را در کشتی ها دارند. موارد زیر عمدتاً آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته را برای کشتی ها معرفی می کند.
آلیاژهای آلومینیوم برای کشتی‌ها را می‌توان به آلیاژهای آلومینیوم برای سازه‌های بدنه و آلیاژهای آلومینیوم برای تجهیز با توجه به کاربردشان تقسیم کرد.. آلیاژهای آلومینیومی مورد استفاده برای سازه های پوسته کشتی عمدتاً هستند 5083 آلیاژ, 5086 آلیاژ و 5456 آلیاژ.
از آنجا که 6000 آلیاژهای سری در آب دریا دچار خوردگی بین دانه ای می شوند, آنها عمدتاً در روبنای کشتی ها استفاده می شوند. آلیاژهای آلومینیوم ساز عمدتاً در پروفیل های اکسترود شده استفاده می شوند.
قدرت و عملکرد فرآیند 7000 آلیاژ سری پس از عملیات حرارتی حتی بهتر از آن است 5000 آلیاژ سری. چشم انداز کاربرد گسترده ای در ساخت کشتی دارد. عمدتاً در روسازه های کشتی استفاده می شود, مانند سازه های اکسترود شده, صفحات زرهی, و غیره. با این حال, ضرر از 7000 آلیاژ آن است که در برابر مقاومت در برابر خوردگی تنش ضعیف است, که دامنه استفاده از این سری از آلیاژها را محدود می کند.
| دسته بندی | آلیاژ | خلق و خوی | ترکیب شیمیایی (استاندارد HE) | امکانات | کاربرد |
| برای بدنه | 5052 | O H14 H34 |
ال：Si باقی بماند：≤0.25 مس：≤0.10 میلی گرم：2.2~ 2.8 روی：≤0.10 Mn：≤0.10 Cr：0.150.35 Fe：≤0.40 |
استحکام متوسط, مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری خوب, استحکام خستگی بالا | روبنا, اجزای کمکی, بدنه قایق |
| 5083 | O H32 |
ال：ماندن و：≤0.40 مس：≤0.10 Mg：4.04.9 روی：≤0.25 منگنز：0.401.0 Ti：≤0.15 Cr：0.050.25 Fe：00.400 |
آلیاژ آلومینیوم معمولی برای جوشکاری, با بالاترین استحکام در بین آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی, جوش پذیری خوب, مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد دمای پایین | ساختار بدنه اصلی | |
| 5086 | H32 H34 |
ال：ماندن و：≤0.40 مس：≤0.10 Mg：3.54.5 روی：≤0.25 منگنز：0.200.7 Ti：≤0.15 Cr：0.050.25 Fe：00.500 |
جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی همان است 5083, قدرت کمی کمتر است, و اکسترودپذیری بهبود یافته است. | ساختار اصلی بدنه (پروفیل های اکسترود شده با دیواره نازک و پهن) | |
| 5454 | H32 H34 |
ال：ماندن و：≤0.25 مس：≤0.10 Mg：2.4～3.0 روی：≤0.25 منگنز：0.501.0 Ti：≤0.20 Cr：0.050.20 Fe：0.0000.400 |
22% استحکام بالاتر از 5052, مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری خوب, شکل پذیری متوسط | سازه های بدنه, مخازن تحت فشار, خطوط لوله, و غیره. | |
| 5456 | O H321 |
ال：ماندن و：≤0.50 مس：3.84.9 Mg：1.21.8 روی：≤0.30 منگنز：0.300.9 Ti：≤0.15 که در：≤0.10 Fe：0.000.50 خواستن + داشتن：0.0000.500 |
شبیه به 5083, اما استحکام کمی بالاتر و حساس به خوردگی تنشی است | بدنه و عرشه | |
| 6061 | T4 T6 |
مس：0.15～0.4 Mn：0.15 Mg：0.81.2 روی：0.25 Cr：0.040.35 Ti：0.15 و：0.40.8 Fe：0.7 ال：ماندن |
آلیاژ آلومینیوم مقاوم در برابر خوردگی که می تواند با عملیات حرارتی تقویت شود. دارای استحکام بالا اما استحکام جوش کم است. عمدتاً برای سازه های پیچ و پرچ شده که در تماس با آب دریا نیستند استفاده می شود. | روبنا, ساختار دیواره, قاب, و غیره. | |
| برای تجهیز | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
ال ：Si باقی بماند：≤0.25 Fe：0.40 مس ：≤0.50 منگنز：≤0.50 میلی گرم：≤0.50 روی：≤0.15 Ti ：≤0.03 |
قدرت کم, پردازش پذیری خوب, جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی, درمان سطح بالا | دکوراسیون داخلی |
| 3003 | H112 O H12 |
ال ：Si باقی بماند：≤0.60 Fe：≤0.70 مس ：≤0.50 منگنز：1.0~ 1.5 روی：≤0.10 |
10% استحکام بالاتر از 1100, شکل پذیری خوب, قابلیت جوشکاری, و مقاومت در برابر خوردگی | داخلی, سقف و پانل های جانبی مخازن LPG |
ابعاد صفحات آلومینیومی برای کشتی ها
ضخامت صفحه توسط ساختار بدنه تعیین می شود, مشخصات کشتی و محل استفاده. از منظر سبک سازی بدنه, به طور کلی تا حد امکان از صفحات نازک استفاده می شود, اما عمق خوردگی صفحه در حین استفاده نیز باید در نظر گرفته شود. صفحات پرکاربرد 1.6 میلی متر هستند. صفحات نازک در بالا و صفحات ضخیم زیر 30 میلی متر.
به منظور کاهش جوشکاری, 2.0اغلب از صفحات آلومینیومی با عرض متر استفاده می شود. کشتی های بزرگ از صفحات آلومینیومی با عرض 2.5 متر استفاده می کنند. طول به طور کلی 6 متر است. برخی از صفحات با مشخصات خاص نیز طبق قراردادهای کشتی سازی مورد استفاده قرار می گیرند.
صفحه آلومینیومی بسیار عریض برای ساخت کشتی
به منظور بهبود اثر ضد لغزش, عرشه به طور کلی تخته الگو را می پذیرد.
نمونه هایی از استفاده از آلیاژهای آلومینیوم دریایی
| استفاده کنید | آلیاژ | انواع محصول |
| سمت کشتی, پوسته پایین | 5083,5086,5456,5052 | بشقاب, مشخصات |
| کیل | 5083 | بشقاب |
| قفسه سینه | 5083 | بشقاب, مشخصات |
| دنده, همسایه | 5083,6061 | بشقاب |
| پایه موتور | 5083 | بشقاب |
| عرشه | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | بشقاب, مشخصات |
| خانه چرخ | 5083,6N01，5052 | بشقاب, مشخصات |
| سنگر | 5083 | بشقاب, مشخصات |
| دودکش | 5083,5052 | بشقاب |
| پانل های بالای کانتینر و جانبی | 3003,3004,5052 | بشقاب |
| دریچه | 5052,5083,6063，AC7A | پروفایل ها, ریخته گری |
| گانگوی | 5052,5083,6063,6061 | مشخصات |
| دکل | 5052,5083,6063,6061 | لوله, میله, مشخصات |
| مصالح ساختاری برای کانتینرهای کشتی های دریایی | 6063,6061,7003 | مشخصات |
| موتورها و سایر اجزای دریایی | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | ریخته گری |
خلق و خوی آلیاژهای آلومینیوم دریایی
وضعیت آلیاژ آلومینیوم روش پردازش را نشان می دهد, ساختار داخلی و خواص مکانیکی مواد. معمولا, شرکت های مهندسی با توجه به کاربردهای مختلف از مواد در ایالت های مختلف استفاده می کنند. 5000 آلیاژهای سری مورد استفاده برای ساختارهای بدنه حالت های O و H را اتخاذ می کنند, و 6000 آلیاژهای سری حالت T را اتخاذ می کنند. جزئیات حالت H از 5000 آلیاژهای سری و کدهای حالت آلیاژهای سری 6000 و آلیاژهای ریختگی سری AC فهرست شده در استانداردهای JIS ژاپن در جدول زیر نشان داده شده است..
آلیاژهای آلومینیوم دریایی
مزاج و روند 5000 آلومینیوم سری برای ساختار بدنه
| خلق و خوی | فناوری پردازش |
| H111 | پس از بازپخت, کار سرد (نورد یا صاف کردن) |
| H112 | حالت اکسترود شده یا حالت اولیه پس از نورد گرم, اما الزاماتی برای خواص مکانیکی مواد وجود دارد, و آزمایشات خواص مکانیکی مورد نیاز است. |
| H116 | کار سرد و بازپخت در دمای پایین برای بهبود مقاومت مواد در برابر خوردگی پوسته پوسته شدن. |
| H14 | استحکام کششی بین حالت O و حالت H18 است (1/2 حالت سخت) |
| H311 | H31 به علاوه وضعیت کار سرد کوچک |
| H32 | استحکام کششی بین حالت O و حالت H34 است (درمان تثبیت پس از کار سرد انجام می شود. 1/4 حالت سخت) |
| H321 | H32 به علاوه وضعیت کار سرد کوچک |
| H323 | حالت پردازش ویژه مقاومت در برابر خوردگی استرس H32 را بهبود می بخشد (1/4 حالت سخت) |
| H34 | استحکام کششی بین حالت O و حالت H38 است (درمان تثبیت پس از کار سرد انجام می شود. 1/2 حالت سخت) |
| H343 | حالت پردازش ویژه مقاومت در برابر خوردگی استرس H34 را بهبود می بخشد (1/2 حالت سخت) |
مزاج و روند 6000 آلومینیوم سری برای ساختار بدنه
| خلق و خوی | فناوری پردازش |
| T1 | پس از پردازش حرارتی و خنک کننده با دمای بالا, حالت پیری طبیعی برای مواد اکسترود شده گرم که تحت پردازش سرد قرار نمی گیرند مناسب است, یا صاف کردن و سایر محصولات فرآوری سرد که تأثیر کمی بر خواص مکانیکی کالیبره شده آنها دارند. |
| T4 | پس از درمان محلول, حالت طبیعی پیری. برای محصولاتی که پس از درمان محلول تحت پردازش سرد قرار نمی گیرند مناسب است, یا محصولاتی که صاف کردن سرد تاثیر کمی بر خواص مکانیکی کالیبره شده دارد. |
| T5 | پس از پردازش گرم در دمای بالا, حالت پیری مصنوعی برای محصولاتی که پس از شکل‌گیری در دمای بالا تحت پردازش سرد قرار نمی‌گیرند مناسب است. یا محصولاتی که صاف کردن و کار سرد آنها تأثیر کمی بر خواص مکانیکی کالیبره شده آنها دارد. |
| T6 | پس از درمان محلول, وضعیت خرابی مصنوعی. برای محصولاتی که پس از درمان محلول تحت کار سرد قرار نمی گیرند مناسب است, یا به دلیل صاف کردن و سایر عملیات تأثیر کمی بر خواص مکانیکی کالیبره شده خود دارند. |
| T61 | درمان در آب گرم درمان T6, مناسب برای ریخته گری. |
اطلاعات بیشتر در مورد آلیاژ آلومینیوم برای کشتی ها لطفا بازدید کنید: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
