Alumiiniseos laivoille
115,805 Näkymät 2024-04-25 08:21:20
Alumiiniseos laivoille
Alumiiniseoksia on käytetty laivanrakennusteollisuudessa lähes sata vuotta. Kotimaisen ja ulkomaisen laivanrakennusteollisuuden nopean kehityksen myötä, laivojen keveyteen on kiinnitetty yhä enemmän huomiota. Alhaisen tiheyden takia, korkea lujuus, alumiinin korkea jäykkyys ja korroosionkestävyys, laivan suunnittelu Alumiinista rakennetut alukset ovat 15-20% kevyempiä kuin teräksestä tai muista komposiittimateriaaleista rakennetut laivat. Korkea sitkeys, alumiiniseosten korroosionkestävyys ja hitsattavuus tarjoavat hyvän valinnan tiukat painovaatimukset täyttävien laivojen rakentamiseen. Koska alumiinin käsittelykustannukset ovat alhaisemmat, on taloudellisempaa käyttää alumiinia laivojen rakentamiseen.
Alumiiniseos laivoille
Alumiiniseoksia voidaan käyttää levyinä, suulakepuristettu ja valettu. Yhdessä alumiiniseosten erinomaisten fysikaalisten ominaisuuksien kanssa, on erittäin taloudellista valmistaa laivoja alumiiniseoksilla.
Laivasuunnittelijoiden näkökulmasta, alumiiniseoksesta valmistetut alukset voivat saavuttaa suurempia nopeuksia ja pidemmän käyttöiän. Nämä alumiiniseosten edut ovat johtaneet nopeaan kehitykseen alumiiniseosten soveltamisessa. Laivanrakennusteollisuutta hallitsevat alumiinimateriaalit. Tarjoaa laajat sovellusmarkkinat.
Laivoissa käytettävät alumiiniseokset voidaan jakaa muotoaan muutettuihin alumiiniseoksiin ja valualumiiniseoksiin
Epämuodostuneiden alumiiniseosten käyttö laivanrakennuksessa eri maissa vaihtelee suurten pinta-alusten päällirakenteesta, tuhansien tonnejen kokonaan alumiinista valmistettujen valtamerten tutkimusalusten rakentaminen, valtamerellä liikennöivät kauppa- ja matkustaja-alukset, kantosiipialille, ilmatyynyalukset, matkustajalautat, katamaraanimatkustaja-alukset, kuljetus Epämuodostuneita alumiiniseoksia käytetään laajalti erilaisissa nopeissa matkustaja-aluksissa ja sotilaspikaveneissä, kuten veneissä ja maihinnousuveneissä. Valettua alumiiniseosta käytetään pääasiassa komponentteihin, kuten pumppuihin, männät, varusteluosat, ja sataa miinojen kuoria.
Laivojen alumiiniseoksen materiaalin valintaperiaatteet ja edut
Korkeampi lujuussuhde ja ominaismoduuli
Materiaalien myötöraja ja kimmomoduuli ovat perusparametrit laivan rakenteiden lujuuden laskemiseen ja rakenteen koon määrittämiseen.. Koska eri alumiiniseosten kimmomoduuli ja tiheys ovat suunnilleen samat, pienen määrän seosalkuaineita lisäämisellä tai lämpökäsittelytilan muuttamisella ei ole juurikaan vaikutusta niihin, joten myötörajan lisääminen tietyllä alueella on hyödyllistä aluksen rakenteen painon vähentämisessä.
5083 alumiinia laivojen rungoille
Yleensä, alumiiniseoksen tiheys on noin 2,7-2,8 / cm3, ja kimmomoduuli on noin 70 ~ 73 GPa. Kuitenkin, lujilla alumiiniseoksilla on yleensä vaikeaa olla samanaikaisesti erinomainen korroosionkestävyys ja hitsattavuus. Siksi, aluksen alumiiniseoksiin valitaan yleensä keskivahvaisia ja korroosionkestäviä alumiiniseoksia, jotka voidaan hitsata. Lisäksi, valetuilla alumiiniseoksilla on myös tiettyjä sovelluksia laivanrakennusalalla. soveltaminen.
Erinomainen hitsausteho
Laivoille, hitsausliitoksilla on ilmeisiä etuja niittausliitäntöihin verrattuna, joten hitsausmenetelmiä on käytetty laajalti laivanrakennuksessa, periaatteessa niitattujen rakenteiden korvaaminen.
Tällä hetkellä, automaattisia argonkaarihitsausmenetelmiä käytetään pääasiassa alumiinilaivojen rakentamisessa. Alumiiniseosten hyvä hitsattavuus tarkoittaa, että alumiiniseosten taipumus muodostaa halkeamia hitsauksen aikana on pienempi, se on, alumiiniseoksilla on hyvä hitsaushalkeamankestävyys, ja hitsausliitosten suorituskyky ei muutu juurikaan hitsauksen jälkeen. Koska hitsauksen vuoksi menetettyjä ominaisuuksia ei voida palauttaa lämpökäsittelyllä laivanrakennusolosuhteissa, tämä on yksi tärkeistä ominaisuuksista, joka erottaa laivojen alumiiniseoksen muista rakenteellisista alumiiniseoksista.
AL-Zn-Mg:n hitsin jälkeinen lujuus (7000 sarja) ja AL-Mg-Si (6000 sarjan alumiiniseokset) vähenee merkittävästi, ja myös AL-Zn-Mg-sarjan metalliseosten hitsauksen jälkeinen korroosionkestävyys on heikko. Siksi, näitä kahta sarjaa seoksia käytetään, koska merimateriaaleja hitsattaessa on tiettyjä rajoituksia. AL-Mg (5000 sarja) metalliseoksilla ei ole tätä haittaa.
AL-Zn-Mg-sarjan metalliseoksia käytetään pääasiassa komponenteissa, jotka voidaan lämpökäsitellä hitsauksen jälkeen (kuten torpedon ammukset), AL-Mg-Si-sarjan metalliseoksia käytetään pääasiassa profiileina.
Erinomainen korroosionkestävyys
Laivarakenteita käytetään enimmäkseen ankarissa merivesiympäristöissä ja meriympäristöissä. Siksi, alumiiniseosten korroosionkestävyys on yksi tärkeimmistä indikaattoreista, joka määrittää, voidaanko niitä käyttää merialumiiniseoksina.
Alumiiniseos laivoille
Merikäyttöisiltä alumiiniseosalustoilta ja hitsausliitoksilta vaaditaan yleensä jännityskorroosiota, halkeileva korroosio ja rakeiden välinen korroosiotaipumus merivedessä ja meriympäristöissä; kosketuskorroosiota, rakokorroosiota ja meriadheesiokorroosiota tulee välttää niin paljon kuin mahdollista; pieni tasainen korroosio ja täplät ovat sallittuja. korroosio.
Hyvät kylmä- ja kuumamuovausominaisuudet
Rakennusprosessin aikana, laivoille on tehtävä kylmäkäsittely (kuten helmaus, curling, rullataivutus, leimaaminen, jne.) ja kuumakäsittely (kuten kuumataivutus, palon korjaus, jne.). Siksi, merialumiiniseosten on oltava helppoja käsitellä ja muotoilla, ei aiheuta vikoja, kuten halkeamia käsittelyn aikana, ja silti täyttää suorituskykyvaatimukset, kuten lujuus ja korroosionkestävyys käsittelyn jälkeen.
Alumiiniseosten edut merisovelluksissa
Alumiiniseoksella on pienen ominaispainon ja kimmomoduulin ominaisuudet, korroosionkestävyys, hitsaus, helppo käsittely, ei-magneettinen ja hyvä suorituskyky alhaisessa lämpötilassa. Sillä on seuraavat edut, kun sitä käytetään laivoissa:
- (1) Pienen ominaispainonsa vuoksi, se voi vähentää laivan painoa, vähentää yhden moottorin tehoa, ja lisää nopeutta; se voi vähentää polttoaineen kulutusta ja säästää polttoainetta; se voi parantaa aluksen kuvasuhdetta, lisää vakautta, ja tehdä laivasta helppo ohjata; Voit myös lisätä kantavuutta ja saada lisätuloja.
- (2) Hyvän korroosionkestävyyden ansiosta, se voi vähentää ylläpitokustannuksia, kuten öljyämistä, ja pidentää sen käyttöikää (yleensä enemmän kuin 20 vuotta).
- (3) Käsittely- ja muotoilusuorituskyky on hyvä, ja on helppo suorittaa erilaisia käsittelymuotoja, kuten leikkaus, leimaaminen, kylmä taivutus, muotoilu ja leikkaaminen, jne., ja sopii virtaviivaiseen runkoon; se voi puristaa suuria leveitä ohutseinäisiä profiileja, vähentää hitsausten määrää ja järkeistää ja keventää rungon rakennetta.
- (4) Hitsausteho on hyvä ja se voidaan hitsata helposti.
- (5) Kimmomoduuli on pieni, kyky absorboida iskujännitystä on suuri, ja sillä on suurempi turvallisuus.
- (6) Alumiiniromu on helppo ottaa talteen ja se voidaan kierrättää.
- (7) Ei matalan lämpötilan haurautta, sopii parhaiten matalan lämpötilan laitteisiin.
- (8) Koska se on ei-magneettinen, ei vaikuta kompassiin; täysalumiininen alus voi välttää miinojen hyökkäyksiä ja soveltuu käytettäväksi miinanraivaajana.
- (9) Kuivumisesta ei aiheudu hyönteisvaurioita tai muodonmuutoksia; se ei pala ja on turvallisempi tulipalon sattuessa.
Tyypit, merikäyttöisten alumiiniseosten ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
Alumiiniseos laivoille (Merikäyttöiset alumiiniseokset) voidaan jakaa muotoutuneisiin alumiiniseoksiin ja valettuihin alumiiniseoksiin eri valmistusprosessien mukaan. Koska merikäyttöisillä alumiiniseoksilla on erityisiä lujuusvaatimuksia, korroosionkestävyys, hitsaus, jne., alumiini-magnesium (5000 Sarja) seokset, alumiini-magnesium-pii (6000 sarja) metalliseokset ja alumiini-sinkki-magnesium (7000 sarja) seokset.
Alumiininen laivanrakennus
Heistä, alumiini-magnesium-sarjan seokset ovat laajimmin käytettyjä laivoissa. Seuraavassa esitellään pääasiassa laivojen deformoituja alumiiniseoksia.
Laivojen alumiiniseokset voidaan jakaa käyttötarkoituksensa mukaan runkorakenteiden alumiiniseoksiin ja varusteluun tarkoitettuihin alumiiniseoksiin. Laivojen kuorirakenteissa käytetyt alumiiniseokset ovat pääasiassa 5083 metalliseos, 5086 metalliseos ja 5456 metalliseos.
Koska 6000 sarjan metalliseokset käyvät läpi rakeiden välistä korroosiota merivedessä, niitä käytetään pääasiassa laivojen päällirakenteessa. Varustukseen tarkoitettuja alumiiniseoksia käytetään pääasiassa suulakepuristetuissa profiileissa.
Vahvuus ja prosessin suorituskyky 7000 sarjan metalliseos lämpökäsittelyn jälkeen ovat jopa parempia kuin 5000 sarjan seos. Sillä on laajat sovellusmahdollisuudet laivojen valmistuksessa. Sitä käytetään pääasiassa laivojen päällirakenteissa, kuten suulakepuristetut rakenteet, panssarilevyt, jne. Kuitenkin, haittana 7000 seos on, että se kestää jännityskorroosionkestävyys on huono, mikä rajoittaa tämän sarjan seosten käyttöaluetta.
| Luokka | Metalliseos | Luonne | Kemiallinen koostumus (HE standardi) | Ominaisuudet | Soveltaminen |
| Runkoon | 5052 | N H14 H34 |
AL -AL：Pysy Si：≤0,25 Cu：≤0,10 Mg：2.2~2.8 Zn：≤0,10 Mn：≤0,10 Cr：0.15～0,35 Fe：≤0,40 |
Keskivahva, hyvä korroosionkestävyys ja muovattavuus, korkea väsymislujuus | Päällirakenne, apukomponentit, veneen runko |
| 5083 | N H32 |
AL -AL：Jäädä Ja：≤0,40 Cu：≤0,10 Mg：4.0～4,9 Zn：≤0,25 Mn：0.40～1,0 Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0～ 400 |
Tyypillinen alumiiniseos hitsaukseen, joilla on korkein lujuus ei-lämpökäsiteltävien metalliseosten joukossa, hyvä hitsaus, korroosionkestävyys ja suorituskyky alhaisessa lämpötilassa | Rungon päärakenne | |
| 5086 | H32 H34 |
AL -AL：Jäädä Ja：≤0,40 Cu：≤0,10 Mg：3.5～4,5 Zn：≤0,25 Mn：0.20～0,7 Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0～0.500 |
Hitsattavuus ja korroosionkestävyys ovat samat kuin 5083, vahvuus on hieman pienempi, ja suulakepuristuvuus paranee. | Rungon päärakenne (ohutseinäiset ja leveät suulakepuristetut profiilit) | |
| 5454 | H32 H34 |
AL -AL：Jäädä Ja：≤0,25 Cu：≤0,10 Mg：2.4～3,0 Zn：≤0,25 Mn：0.50～1,0 Ti：≤0,20 Cr：0.05～0,20 Fe：0.000～ 400 |
22% vahvempi kuin 5052, hyvä korroosionkestävyys ja hitsattavuus, keskimääräinen muovattavuus | Rungon rakenteet, paineastiat, putkistoja, jne. | |
| 5456 | N H321 |
AL -AL：Jäädä Ja：≤0,50 Cu：3.8～4.9 Mg：1.2～1,8 Zn：≤0,30 Mn：0.30～0,9 Ti：≤0,15 Sisä-：≤0,10 Fe：0.00～0,50 Haluaa + on：0.000～0.500 |
Samanlainen kuin 5083, mutta hieman suurempi lujuus ja herkkä jännityskorroosiolle | runko ja kansi | |
| 6061 | T4 T6 |
Cu：0.15～0,4 milj：0.15 Mg：0.8～1,2 Zn：0.25 Cr：0.04～0,35 Ti：0.15 Ja：0.4～0,8 Fe：0.7 AL -AL：Jäädä |
Korroosionkestävä alumiiniseos, jota voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä. Sillä on korkea lujuus, mutta alhainen hitsauslujuus. Sitä käytetään pääasiassa ruuveilla ja niitatuilla rakenteilla, jotka eivät ole kosketuksissa meriveden kanssa. | Päällirakenne, laipion rakenne, kehys, jne. | |
| Varustamiseen | 1050 1200 |
H112 N H12 H24 |
AL -AL ：Pysy Si：≤0,25 Fe：0.40 Cu ：≤0,50 Mn：≤0,50 mg：≤0,50 Zn：≤0,15 Ti ：≤0,03 |
Alhainen lujuus, hyvä prosessoitavuus, hitsattavuus ja korroosionkestävyys, korkea pintakäsittely | sisustus |
| 3003 | H112 N H12 |
AL -AL ：Pysy Si：≤0,60 Fe：≤0,70 Cu ：≤0,50 Mn：1.0~1,5 Zn：≤0,10 |
10% vahvempi kuin 1100, hyvä muovattavuus, hitsaus, ja korroosionkestävyys | Sisustus, nestekaasusäiliöiden katto- ja sivupaneelit |
Laivojen alumiinilevyjen mitat
Levyn paksuus määräytyy rungon rakenteen mukaan, aluksen tekniset tiedot ja käyttöpaikka. Rungon keveyden näkökulmasta, ohuita levyjä käytetään yleensä mahdollisimman paljon, mutta myös levyn korroosion syvyys käytön aikana tulee ottaa huomioon. Yleisesti käytetyt levyt ovat 1,6 mm. Ohuet levyt yläpuolella ja paksut levyt alle 30 mm.
Hitsauksen vähentämiseksi, 2.0m leveitä alumiinilevyjä käytetään usein. Suuret laivat käyttävät 2,5 m leveitä alumiinilevyjä. Pituus on yleensä 6m. Telakkasopimusten mukaan käytetään myös tiettyjä levyjä, joilla on erityisvaatimukset.
Erittäin leveä alumiinilevy laivanrakennukseen
Liukumisenestovaikutuksen parantamiseksi, kansi yleensä hyväksyy kuviolevyn.
Esimerkkejä merikäyttöisten alumiiniseosten käytöstä
| Käyttää | Metalliseos | Tuotetyypit |
| Laivan puoli, pohjakuori | 5083,5086,5456,5052 | Levy, profiili |
| Köli | 5083 | Levy |
| Kylkiluu | 5083 | Levy, profiili |
| Kylkiluut, vieressä | 5083,6061 | Levy |
| Moottorin jalusta | 5083 | Levy |
| Kansi | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Levy, profiili |
| Ohjaushytti | 5083,6N01，5052 | Levy, profiili |
| Bulwark | 5083 | Levy, profiili |
| Savupiippu | 5083,5052 | Levy |
| Säiliön ylä- ja sivupaneelit | 3003,3004,5052 | Levy |
| Porthole | 5052,5083,6063，AC7A | Profiilit, valukappaleet |
| Käytävä | 5052,5083,6063,6061 | Profiili |
| Masto | 5052,5083,6063,6061 | putki, sauva, profiili |
| Rakennusmateriaalit offshore-aluskontteja varten | 6063,6061,7003 | Profiili |
| Moottorit ja muut laivakomponentit | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Valu |
Merenkulun alumiiniseosten temperaatiot
Alumiiniseoksen tila osoittaa käsittelymenetelmän, materiaalin sisäinen rakenne ja mekaaniset ominaisuudet. Yleensä, insinööriyritykset käyttävät materiaaleja eri olomuodoissa eri käyttötarkoitusten mukaan. 5000 runkorakenteissa käytetyt seokset ottavat O- ja H-tilat, ja 6000 sarjan seokset ottavat T-tilan. H-tilan tiedot 5000 -sarjan metalliseokset ja Japanin JIS-standardeissa luetellut 6000-sarjan metalliseosten ja AC-sarjan valuseosten osavaltiokoodit on esitetty alla olevassa taulukossa.
Merikäyttöiset alumiiniseokset
Luonne ja prosessi 5000 sarjan alumiinia rungon rakenteeseen
| Luonne | Käsittelytekniikka |
| H111 | Hehkutuksen jälkeen, kylmätyöskentely (rullaamalla tai suoristamalla) |
| H112 | Puristettu tila tai alkuperäinen tila kuumavalssauksen jälkeen, mutta materiaalin mekaanisille ominaisuuksille on asetettu vaatimuksia, ja mekaanisten ominaisuuksien kokeita tarvitaan. |
| H116 | Kylmätyöstö ja alhaisen lämpötilan hehkutus parantaa materiaalin kestävyyttä lohkeilevaa korroosiota vastaan. |
| H14 | Vetolujuus on O-tilan ja H18-tilan välillä (1/2 kova tila) |
| H311 | H31 plus pieni kylmätyöstötila |
| H32 | Vetolujuus on O-tilan ja H34-tilan välillä (stabilointikäsittely suoritetaan kylmätyöstön jälkeen. 1/4 kova tila) |
| H321 | H32 plus pieni kylmätyöstötila |
| H323 | Erityinen prosessointitila parantaa H32:n jännityskorroosiohalkeilukestävyyttä (1/4 kova tila) |
| H34 | Vetolujuus on O-tilan ja H38-tilan välillä (stabilointikäsittely suoritetaan kylmätyöstön jälkeen. 1/2 kova tila) |
| H343 | Erityinen prosessointitila parantaa H34:n jännityskorroosiohalkeilukestävyyttä (1/2 kova tila) |
Luonne ja prosessi 6000 sarjan alumiinia rungon rakenteeseen
| Luonne | Käsittelytekniikka |
| T1 | Korkean lämpötilan lämpökäsittelyn ja jäähdytyksen jälkeen, luonnollinen vanhenemistila sopii kuumapuristetuille materiaaleille, joita ei käsitellä kylmässä, tai oikaisu- ja muut kylmäkäsittelytuotteet, joilla on vain vähän vaikutusta kalibroituihin mekaanisiin ominaisuuksiinsa. |
| T4 | Liuoskäsittelyn jälkeen, luonnollinen ikääntymisen tila. Se sopii tuotteille, joita ei käsitellä kylmässä liuoskäsittelyn jälkeen, tai tuotteet, joissa kylmäoikaisulla on vain vähän vaikutusta kalibroituihin mekaanisiin ominaisuuksiin. |
| T5 | Korkean lämpötilan kuumakäsittelyn jälkeen, keinotekoinen ikääntymistila sopii tuotteille, joita ei käsitellä kylmässä korkean lämpötilan muovauksen jälkeen. Tai tuotteita, joiden oikaisulla ja kylmätyöstyksellä on vain vähän vaikutusta kalibroituihin mekaanisiin ominaisuuksiin. |
| T6 | Liuoskäsittelyn jälkeen, keinotekoinen vikatila. Se soveltuu tuotteille, jotka eivät joudu kylmäkäsittelyyn liuoskäsittelyn jälkeen, tai joilla on vain vähän vaikutusta niiden kalibroituihin mekaanisiin ominaisuuksiin oikaisun ja muiden toimenpiteiden vuoksi. |
| T61 | Käsittely kuumassa vedessä T6-käsittely, sopii valuihin. |
Lisätietoja laivojen alumiiniseoksesta on osoitteessa: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
