Alliage d'aluminium pour navires
1289 Vues 2024-04-25 08:21:20
Alliage d'aluminium pour navires
Les alliages d'aluminium sont utilisés dans l'industrie de la construction navale depuis près de cent ans. Avec le développement rapide des industries de construction navale nationales et étrangères, de plus en plus d'attention est portée au poids léger des navires. En raison de la faible densité, haute résistance, haute rigidité et résistance à la corrosion de l'aluminium, conception des navires Les navires construits en aluminium sont 15-20% plus léger que les navires construits en acier ou en d'autres matériaux composites. La haute ténacité, la résistance à la corrosion et la soudabilité des alliages d'aluminium constituent un bon choix pour la construction de navires soumis à des exigences de poids strictes. Parce que le coût de traitement de l'aluminium est inférieur, il est plus économique d'utiliser l'aluminium pour construire des navires.
Alliage d'aluminium pour navires
Les alliages d'aluminium peuvent être utilisés comme plaques, extrudé et coulé. Associé aux propriétés physiques exceptionnelles des alliages d'aluminium, il est très économique de fabriquer des navires avec des alliages d'aluminium.
Du point de vue des concepteurs de navires, les navires fabriqués en alliages d'aluminium peuvent atteindre des vitesses plus élevées et une durée de vie plus longue. Ces avantages des alliages d'aluminium ont conduit à un développement rapide de l'application des alliages d'aluminium. L'industrie de la construction navale est dominée par les matériaux en aluminium. Fournit un large marché d’applications.
Les alliages d'aluminium utilisés sur les navires peuvent être divisés en alliages d'aluminium déformés et alliages d'aluminium moulés.
L'application des alliages d'aluminium déformés dans la construction navale dans divers pays va de la superstructure des grands navires de surface, la construction de milliers de tonnes de navires de recherche océaniques entièrement en aluminium, navires marchands et navires à passagers océaniques, aux hydroptères, aéroglisseurs, ferries à passagers, catamarans à passagers, transport Les alliages d'aluminium déformés sont largement utilisés sur divers navires à passagers à grande vitesse et hors-bord militaires tels que les bateaux et les péniches de débarquement. L'alliage d'aluminium moulé est principalement utilisé pour des composants tels que les pompes, piston, pièces d'équipement, et faire pleuvoir des obus de mines.
Principes de sélection des matériaux et avantages de l'alliage d'aluminium pour les navires
Rapport de résistance et module spécifique plus élevés
La limite d'élasticité et le module élastique des matériaux sont les paramètres les plus fondamentaux pour calculer la résistance des structures de navires et déterminer la taille de la structure.. Étant donné que le module élastique et la densité des différents alliages d'aluminium sont à peu près les mêmes, l'ajout d'une petite quantité d'éléments d'alliage ou la modification de l'état du traitement thermique a peu d'effet sur eux, donc augmenter la limite d'élasticité dans une certaine plage est bénéfique pour réduire le poids de la structure du navire.
5083 en aluminium pour squelette de navire
Généralement, la densité de l'alliage d'aluminium est d'environ 2,7 ~ 2,8/cm3, et le module élastique est d'environ 70 ~ 73 GPa. Cependant, il est généralement difficile pour les alliages d'aluminium à haute résistance d'avoir en même temps une excellente résistance à la corrosion et une excellente soudabilité. Donc, les alliages d'aluminium avec une résistance moyenne et une résistance à la corrosion qui peuvent être soudés sont généralement sélectionnés pour les alliages d'aluminium à bord des navires. En outre, les alliages d'aluminium moulé ont également certaines applications dans le domaine de la construction navale. application.
Excellentes performances de soudage
Pour les navires, les connexions soudées présentent des avantages évidents par rapport aux connexions rivetées, les méthodes de soudage ont donc été largement utilisées dans la construction navale, remplaçant essentiellement les structures rivetées.
Actuellement, les méthodes automatiques de soudage à l'arc sous argon sont principalement utilisées dans la construction navale en aluminium. La bonne soudabilité des alliages d'aluminium signifie que la tendance des alliages d'aluminium à former des fissures pendant le soudage est moindre., c'est, les alliages d'aluminium ont une bonne résistance aux fissures de soudage, et les performances des joints soudés ne changent pas beaucoup après le soudage. Parce que les propriétés perdues dues au soudage ne peuvent pas être restaurées par un traitement de réchauffage dans les conditions de la construction navale, c'est l'une des caractéristiques importantes qui distinguent l'alliage d'aluminium pour navires des autres alliages d'aluminium structurels.
La résistance après soudure de l'AL-Zn-Mg (7000 série) et AL-Mg-Si (6000 série d'alliages d'aluminium) est considérablement réduit, et la résistance à la corrosion après soudure des alliages de la série AL-Zn-Mg est également médiocre. Donc, ces deux alliages de séries sont utilisés comme Il existe certaines restrictions lors du soudage de matériaux marins. AL-Mg (5000 série) les alliages n'ont pas cet inconvénient.
Les alliages de la série AL-Zn-Mg sont principalement utilisés pour les composants pouvant être traités thermiquement après soudage (comme les obus torpilles), et les alliages de la série AL-Mg-Si sont principalement utilisés comme profilés.
Excellente résistance à la corrosion
Les structures des navires sont principalement utilisées dans les eaux de mer et les environnements marins difficiles.. Donc, la résistance des alliages d'aluminium à la corrosion est l'un des principaux indicateurs qui déterminent s'ils peuvent être utilisés comme alliages d'aluminium marins.
Alliage d'aluminium pour navires
Les substrats marins en alliage d'aluminium et les joints soudés doivent généralement ne présenter aucune corrosion sous contrainte., tendances à la corrosion par effritement et à la corrosion intergranulaire dans l'eau de mer et les environnements marins; corrosion des contacts, la corrosion caverneuse et la corrosion par adhésion marine doivent être évitées autant que possible; une petite corrosion uniforme et des taches sont autorisées. corrosion.
Bonnes propriétés de formage à froid et à chaud
Pendant le processus de construction, les navires doivent subir un traitement à froid (comme l'ourlet, curling, cintrage par rouleaux, estampillage, etc.) et traitement à chaud (comme le pliage à chaud, correction d'incendie, etc.). Donc, les alliages d'aluminium marins doivent être faciles à traiter et à former, ne pas produire de défauts tels que des fissures pendant le traitement, et pour toujours répondre aux exigences de performance telles que la solidité et la résistance à la corrosion après traitement.
Avantages des alliages d'aluminium dans les applications marines
L'alliage d'aluminium présente les caractéristiques d'une faible densité et d'un module d'élasticité, résistance à la corrosion, soudabilité, traitement facile, non magnétique et bonnes performances à basse température. Il présente les avantages suivants lorsqu'il est utilisé dans les navires:
- (1) En raison de sa faible densité, cela peut réduire le poids du navire, réduire la capacité du moteur unique, et augmenter la vitesse; il peut réduire la consommation de carburant et économiser du carburant; cela peut améliorer le rapport hauteur/largeur du navire, augmenter la stabilité, et rendre le navire facile à manœuvrer; Vous pouvez également augmenter la capacité de chargement et réaliser des bénéfices supplémentaires.
- (2) Grâce à sa bonne résistance à la corrosion, il peut réduire les coûts de maintenance tels que le huilage et prolonger sa durée de vie (généralement plus que 20 années).
- (3) Les performances de traitement et de formage sont bonnes, et il est facile d'effectuer diverses formes de traitement telles que la découpe, estampillage, pliage à froid, formage et découpe, etc., et convient à la coque profilée; il peut extruder de grands profilés larges à parois minces, réduire le nombre de soudures et rationaliser et alléger la structure de la coque.
- (4) Les performances de soudage sont bonnes et peuvent être soudées facilement.
- (5) Le module élastique est petit, la capacité d'absorber le stress d'impact est grande, et il a une plus grande sécurité.
- (6) Les déchets d'aluminium sont faciles à récupérer et peuvent être recyclés.
- (7) Pas de fragilité à basse température, le plus adapté aux équipements à basse température.
- (8) Parce qu'il n'est pas magnétique, la boussole ne sera pas affectée; le navire entièrement en aluminium peut éviter les attaques de mines et peut être utilisé comme dragueur de mines.
- (9) Il n'y a pas de dommages causés par les insectes ni de déformations causées par le séchage; il ne brûle pas et est plus sûr en cas d'incendie.
Les types, caractéristiques et utilisations des alliages d'aluminium marins
Alliage d'aluminium pour navires (Alliages d'aluminium marins) peut être divisé en alliages d'aluminium déformés et alliages d'aluminium moulés selon différents processus de fabrication. Étant donné que les alliages d'aluminium marins ont des exigences particulières en matière de résistance, résistance à la corrosion, soudabilité, etc., aluminium-magnésium (5000 Série) alliages, aluminium-magnésium-silicium (6000 série) alliages et aluminium-zinc-magnésium (7000 série) alliages.
Construction navale en aluminium
Parmi eux, les alliages de la série aluminium-magnésium sont les plus largement utilisés sur les navires. Ce qui suit présente principalement les alliages d'aluminium déformés pour les navires.
Les alliages d'aluminium pour navires peuvent être divisés en alliages d'aluminium pour les structures de coque et en alliages d'aluminium pour l'équipement selon leurs utilisations.. Les alliages d'aluminium utilisés pour les structures de coques de navires sont principalement 5083 alliage, 5086 alliage et 5456 alliage.
Depuis 6000 les alliages de la série subiront une corrosion intergranulaire dans l'eau de mer, ils sont principalement utilisés dans la superstructure des navires. Les alliages d'aluminium d'équipement sont principalement utilisés dans les profilés extrudés.
La force et la performance du processus de 7000 L'alliage de série après traitement thermique est encore meilleur que celui de 5000 alliage de série. Il a de larges perspectives d’application dans la construction navale. Il est principalement utilisé dans les superstructures des navires, comme les structures extrudées, plaques de blindage, etc.. Cependant, l'inconvénient de 7000 L'alliage est qu'il est résistant à la corrosion sous contrainte. La résistance est mauvaise, ce qui limite la plage d'utilisation de cette série d'alliages.
| Catégorie | Alliage | Caractère | Composition chimique (Norme HE) | Caractéristiques | Application |
| Pour coque | 5052 | O H14 H34 |
Al：Reste 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 |
Force moyenne, bonne résistance à la corrosion et formabilité, haute résistance à la fatigue | Superstructure, composants auxiliaires, coque de bateau |
| 5083 | O H32 |
Al：Rester Et：≤0,40 Cu：≤0.10 mg：4.0~4,9Zn：≤0,25 Mn：0.40～1,0Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0~0,400 |
Alliage d'aluminium typique pour le soudage, avec la plus haute résistance parmi les alliages non traitables thermiquement, bonne soudabilité, résistance à la corrosion et performances à basse température | Structure de coque principale | |
| 5086 | H32 H34 |
Al：Rester Et：≤0,40 Cu：≤0.10 mg：3.5~4,5Zn：≤0,25 Mn：0.20~0,7Ti：≤0,15 Cr：0.05～0,25 Fe：0~0,500 |
La soudabilité et la résistance à la corrosion sont les mêmes que celles 5083, la force est légèrement inférieure, et l'extrudabilité est améliorée. | Structure principale de la coque (profilés extrudés à parois fines et de grande largeur) | |
| 5454 | H32 H34 |
Al：Rester Et：≤0,25 Cu：≤0.10 mg：2.4~3,0Zn：≤0,25 Mn：0.50～1,0Ti：≤0,20 Cr：0.05～0,20 Fe：0.000~0,400 |
22% une résistance plus élevée que 5052, bonne résistance à la corrosion et soudabilité, formabilité moyenne | Structures de coque, Récipients sous pression, pipelines, etc.. | |
| 5456 | O H321 |
Al：Rester Et：≤0,50 Cu：3.8~4.9 mg：1.2～1,8Zn：≤0.30 Mn：0.30~0,9Ti：≤0,15 Dans：≤0,10 Fe：0.00～0,50 Vouloir + Avoir：0.000~0,500 |
Semblable à 5083, mais résistance légèrement supérieure et sensible à la corrosion sous contrainte | coque et pont | |
| 6061 | T4 T6 |
Cu：0.15～0,4 Mn：0.15 mg：0.8～1,2Zn：0.25 Cr：0.04~0,35Ti：0.15 Et：0.4～0,8 Fe：0.7 Al：Rester |
Alliage d'aluminium résistant à la corrosion pouvant être renforcé par traitement thermique. Il a une résistance élevée mais une faible résistance aux soudures. Il est principalement utilisé pour les structures vissées et rivetées qui ne sont pas en contact avec l'eau de mer.. | Superstructure, structure de cloison, cadre, etc.. | |
| Pour pourvoirie | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
Al ：Reste Si：≤0,25 Fe：0.40 Cu ：≤0,50 Mn：≤0,50 mg：≤0,50 Zn：≤0,15Ti ：≤0,03 |
Faible résistance, bonne aptitude au traitement, soudabilité et résistance à la corrosion, traitement de surface élevé | décoration d'intérieur |
| 3003 | H112 O H12 |
Al ：Reste Si：≤0,60 Fe：≤0,70 Cu ：≤0,50 Mn：1.0~1,5Zn：≤0.10 |
10% une résistance plus élevée que 1100, bonne formabilité, soudabilité, et résistance à la corrosion | Intérieur, toit et panneaux latéraux des réservoirs GPL |
Dimensions des plaques d'aluminium pour navires
L'épaisseur de la plaque est déterminée par la structure de la coque, spécifications du navire et lieu d'utilisation. Du point de vue de l'allègement de la coque, des plaques minces sont généralement utilisées autant que possible, mais la profondeur de corrosion de la plaque lors de l'utilisation doit également être prise en compte. Les plaques couramment utilisées mesurent 1,6 mm. Plaques fines au-dessus et plaques épaisses en dessous de 30 mm.
Afin de réduire le soudage, 2.0des plaques d'aluminium de m de large sont souvent utilisées. Les grands navires utilisent des plaques d'aluminium de 2,5 m de large. La longueur est généralement de 6 m. Certaines plaques aux spécifications particulières sont également utilisées selon les contrats des chantiers navals.
Plaque d'aluminium extra large pour la construction navale
Afin d'améliorer l'effet antidérapant, le pont adopte généralement un panneau à motifs.
Exemples d'utilisation des alliages d'aluminium marins
| Utiliser | Alliage | Types de produits |
| Côté navire, coque inférieure | 5083,5086,5456,5052 | Plaque, profil |
| Quille | 5083 | Plaque |
| Cage thoracique | 5083 | Plaque, profil |
| Côtes, la porte à côté | 5083,6061 | Plaque |
| Socle moteur | 5083 | Plaque |
| Pont | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Plaque, profil |
| Timonerie | 5083,6N01，5052 | Plaque, profil |
| Rempart | 5083 | Plaque, profil |
| Cheminée | 5083,5052 | Plaque |
| Panneaux supérieurs et latéraux du conteneur | 3003,3004,5052 | Plaque |
| Hublot | 5052,5083,6063，AC7A | Profils, moulages |
| Couloir | 5052,5083,6063,6061 | Profil |
| Mât | 5052,5083,6063,6061 | tube, tige, profil |
| Matériaux de structure pour conteneurs de navires offshore | 6063,6061,7003 | Profil |
| Moteurs et autres composants marins | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Fonderie |
Les états des alliages d'aluminium marins
L'état de l'alliage d'aluminium indique la méthode de traitement, structure interne et propriétés mécaniques du matériau. Généralement, les sociétés d'ingénierie utilisent des matériaux dans différents états selon différents usages. 5000 les alliages de série utilisés pour les structures de coque adoptent les états O et H, et 6000 les alliages de série adoptent l'état T. Les détails de l'état H de 5000 Les alliages de la série et les codes d'état des alliages de la série 6000 et des alliages coulés de la série AC répertoriés dans les normes JIS du Japon sont indiqués dans le tableau ci-dessous..
Alliages d'aluminium marins
humeur et processus de 5000 série en aluminium pour structure de coque
| Caractère | Technologie de traitement |
| H111 | Après recuit, Fonctionnement à froid (rouler ou redresser) |
| H112 | État extrudé ou état d'origine après laminage à chaud, mais il existe des exigences concernant les propriétés mécaniques du matériau, et des expériences sur les propriétés mécaniques sont nécessaires. |
| H116 | Travail à froid et recuit à basse température pour améliorer la résistance du matériau à la corrosion écaillée. |
| H14 | La résistance à la traction est comprise entre l'état O et l'état H18 (1/2 état dur) |
| H311 | H31 plus petit état de travail à froid |
| H32 | La résistance à la traction est comprise entre l'état O et l'état H34 (le traitement de stabilisation est effectué après écrouissage. 1/4 état dur) |
| H321 | H32 plus petit état de travail à froid |
| H323 | L'état de traitement spécial améliore la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte du H32 (1/4 état dur) |
| H34 | La résistance à la traction est comprise entre l'état O et l'état H38 (le traitement de stabilisation est effectué après écrouissage. 1/2 état dur) |
| H343 | L'état de traitement spécial améliore la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte du H34 (1/2 état dur) |
humeur et processus de 6000 série en aluminium pour structure de coque
| Caractère | Technologie de traitement |
| T1 | Après traitement thermique et refroidissement à haute température, l'état de vieillissement naturel convient aux matériaux extrudés à chaud qui ne subissent pas de traitement à froid, ou produits de lissage et autres produits de transformation à froid ayant peu d'impact sur leurs propriétés mécaniques calibrées. |
| T4 | Après traitement en solution, état de vieillissement naturel. Il convient aux produits qui ne subissent pas de traitement à froid après traitement en solution, ou produits dont le lissage à froid a peu d'impact sur les propriétés mécaniques calibrées. |
| T5 | Après traitement à chaud à haute température, l'état de vieillissement artificiel convient aux produits qui ne subissent pas de traitement à froid après un formage à haute température. Soit des produits dont le redressage et l'écrouissage ont peu d'impact sur leurs propriétés mécaniques calibrées. |
| T6 | Après traitement en solution, état de défaillance artificiel. Il convient aux produits qui ne subissent pas d'écrouissage après traitement en solution., ou qui ont peu d'impact sur leurs propriétés mécaniques calibrées en raison du redressage et d'autres opérations. |
| T61 | Traitement en eau chaude Traitement T6, adapté aux moulages. |
Pour plus de connaissances sur l'alliage d'aluminium pour les navires, veuillez visiter: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
