선박용 알루미늄 합금

1289 견해 2024-04-25 08:21:20

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선박용 알루미늄 합금

알루미늄 합금은 거의 100년 동안 조선 산업에서 사용되어 왔습니다.. 국내외 조선산업의 급속한 발전과 함께, 선박의 경량화에 점점 더 많은 관심이 집중되고 있습니다.. 밀도가 낮기 때문에, 고강도, 알루미늄의 높은 강성과 내식성, 선박 설계 알루미늄으로 건조된 선박은 다음과 같습니다. 15-20% 강철이나 기타 복합재료로 건조된 선박보다 가볍습니다.. 높은 인성, 알루미늄 합금의 내식성과 용접성은 엄격한 중량 요건을 갖춘 선박 건조에 적합한 선택입니다.. 알루미늄 가공비가 저렴하기 때문에, 알루미늄을 사용하여 선박을 만드는 것이 더 경제적입니다..

선박용 알루미늄 합금

알루미늄 합금을 플레이트로 사용할 수 있습니다., 압출 및 주조. 알루미늄 합금의 뛰어난 물리적 특성과 결합, 알루미늄 합금으로 선박을 제조하는 것은 매우 경제적입니다..

선박 설계자의 관점에서, 알루미늄 합금으로 만든 선박은 더 빠른 속도와 더 긴 서비스 수명을 달성할 수 있습니다.. 알루미늄 합금의 이러한 장점은 알루미늄 합금의 응용 분야에서 급속한 발전을 가져왔습니다.. 조선산업은 알루미늄 소재가 지배하고 있다. 광범위한 애플리케이션 시장 제공.

선박에 사용되는 알루미늄 합금은 변형 알루미늄 합금과 주조 알루미늄 합금으로 나눌 수 있습니다.

다양한 국가의 조선소에서 변형 알루미늄 합금의 적용 범위는 대형 수상 선박의 상부 구조에 이릅니다., 수천 톤의 100% 알루미늄 해양 연구선 건조, 원양 상선과 여객선, 수중익선에, 호버크라프트, 여객선, 쌍동선 여객선, 운송 변형된 알루미늄 합금은 다양한 고속 여객선과 보트 및 상륙정과 같은 군용 쾌속정에 널리 사용됩니다.. 주조 알루미늄 합금은 펌프 등의 부품에 주로 사용됩니다., 피스톤, 복장 부품, 그리고 비 광산 껍질.

선박용 알루미늄 합금의 소재 선택 원리 및 장점

더 높은 강도 비율 및 특정 계수

재료의 항복강도와 탄성계수는 선박 구조물의 강도를 계산하고 구조물의 크기를 결정하는 가장 기본적인 매개변수입니다.. 다양한 알루미늄 합금의 탄성률과 밀도는 거의 동일하기 때문에, 소량의 합금 원소를 추가하거나 열처리 상태를 변경해도 거의 영향을 미치지 않습니다., 따라서 일정 범위 내에서 항복강도를 높이는 것이 선박 구조의 경량화에 유리합니다..

5083 선박 뼈대용 알루미늄

일반적으로, 알루미늄 합금의 밀도는 약 2.7~2.8/cm3입니다., 탄성률은 약 70~73GPa입니다.. 하지만, 일반적으로 고강도 알루미늄 합금은 우수한 내식성과 용접성을 동시에 갖기가 어렵습니다.. 그러므로, 용접 가능한 중간 강도와 내식성을 지닌 알루미늄 합금은 일반적으로 선상 알루미늄 합금으로 선택됩니다.. 게다가, 주조 알루미늄 합금은 조선 분야에서도 특정 용도로 사용됩니다.. 애플리케이션.

우수한 용접 성능

선박용, 용접 연결은 리벳 연결에 비해 확실한 장점이 있습니다., 그래서 용접 방법은 조선업에서 널리 사용되었습니다., 기본적으로 리벳 구조를 대체.

현재, 자동 아르곤 아크 용접 방법은 주로 알루미늄 선박 건조에 사용됩니다.. 알루미늄 합금의 용접성이 좋다는 것은 알루미늄 합금이 용접 중에 균열을 형성하는 경향이 더 작다는 것을 의미합니다., 그건, 알루미늄 합금은 용접 균열 저항성이 우수합니다., 그리고 용접 조인트의 성능은 용접 후에도 크게 변하지 않습니다.. 용접으로 인해 손실된 특성은 조선 조건에서 재열 처리로 복원할 수 없기 때문에, 이는 선박용 알루미늄 합금을 다른 구조용 알루미늄 합금과 구별하는 중요한 특징 중 하나입니다..

AL-Zn-Mg의 용접 후 강도 (7000 시리즈) 및 AL-Mg-Si (6000 시리즈 알루미늄 합금) 대폭 감소되었습니다, AL-Zn-Mg 계열 합금의 용접 후 내식성도 좋지 않습니다.. 그러므로, 이 두 시리즈 합금은 해양 재료를 용접할 때 특정 제한이 있습니다.. AL-Mg (5000 시리즈) 합금에는 이러한 단점이 없습니다.

AL-Zn-Mg 계열 합금은 용접 후 열처리가 가능한 부품에 주로 사용됩니다. (어뢰탄과 같은), AL-Mg-Si 시리즈 합금은 주로 프로파일로 사용됩니다..

우수한 내식성

선박 구조물은 주로 혹독한 해수 매체 및 해양 환경에서 사용됩니다.. 그러므로, 알루미늄 합금의 내식성 여부는 해양용 알루미늄 합금으로 사용할 수 있는지 여부를 결정하는 주요 지표 중 하나입니다..

선박용 알루미늄 합금

해양 알루미늄 합금 기판 및 용접 조인트는 일반적으로 응력 부식이 없어야 합니다., 해수 및 해양 환경에서의 박리 부식 및 입계 부식 경향; 접촉부식, 틈새부식 및 해양접착부식은 최대한 피해야 한다.; 작고 균일한 부식과 반점이 허용됩니다.. 부식.

우수한 냉간 및 열간 성형 특성

건설 과정에서, 선박은 냉간 가공을 거쳐야 함 (헤밍과 같은, 컬링, 롤 벤딩, 스탬핑, 등.) 그리고 뜨거운 가공 (뜨거운 굽힘과 같은, 화재 교정, 등.). 그러므로, 해양 알루미늄 합금은 가공 및 성형이 용이해야 합니다., 가공시 크랙 등의 불량이 발생하지 않도록, 가공 후에도 강도 및 내식성과 같은 성능 요구 사항을 충족합니다..

해양 응용 분야에서 알루미늄 합금의 장점

알루미늄 합금은 비중과 탄성률이 작은 특성을 가지고 있습니다., 내식성, 용접성, 쉬운 처리, 비자성이며 우수한 저온 성능. 선박에 사용 시 다음과 같은 장점이 있습니다.:

(1) 비중이 작기 때문에, 배의 무게를 줄일 수 있다, 단일 엔진의 용량을 줄이다, 그리고 속도를 높이세요; 연료 소비를 줄이고 연료를 절약할 수 있습니다.; 선박의 종횡비를 향상시킬 수 있습니다, 안정성을 높이다, 그리고 배를 조종하기 쉽게 만들어라; 적재 용량을 늘리고 추가 이익을 얻을 수도 있습니다..
(2) 내식성이 우수하기 때문에, 오일링 등 유지관리 비용을 절감하고 수명을 연장할 수 있습니다. (보통 그 이상 20 연령).
(3) 가공 및 성형 성능이 좋습니다., 절단 등 다양한 형태의 가공이 용이합니다., 스탬핑, 냉간 굽힘, 성형 및 절단, 등., 유선형 선체에 적합합니다.; 크고 넓고 얇은 벽의 프로파일을 압출할 수 있습니다., 용접 횟수를 줄이고 선체 구조를 합리화 및 경량화.
(4) 용접 성능이 좋고 쉽게 용접할 수 있습니다..
(5) 탄성계수가 작다, 충격 응력을 흡수하는 능력이 크다, 그리고 안전성이 더 높아요.
(6) 알루미늄 스크랩은 회수가 쉽고 재활용이 가능합니다..
(7) 저온 취성 없음, 저온 장비에 가장 적합.
(8) 비자성체이기 때문에, 나침반은 영향을 받지 않습니다; 전체가 알루미늄으로 제작된 선박은 지뢰 공격을 피할 수 있으며 지뢰 찾기로 사용하기에 적합합니다..
(9) 건조로 인한 벌레 피해나 변형이 없습니다.; 타지 않아 화재시 더욱 안전합니다..

유형, 해양용 알루미늄 합금의 특성 및 용도

선박용 알루미늄 합금 (해양 알루미늄 합금) 다양한 제조 공정에 따라 변형 알루미늄 합금과 주조 알루미늄 합금으로 나눌 수 있습니다.. 해양 알루미늄 합금에는 강도에 대한 특별한 요구 사항이 있기 때문에, 내식성, 용접성, 등., 알루미늄-마그네슘 (5000 시리즈) 합금, 알루미늄-마그네슘-실리콘 (6000 시리즈) 합금 및 알루미늄-아연-마그네슘 (7000 시리즈) 합금.

알루미늄 선박 건조

그들 중, 알루미늄-마그네슘 계열 합금은 선박에 가장 널리 사용됩니다.. 다음은 주로 선박용 이형알루미늄합금을 소개합니다..

선박용 알루미늄 합금은 용도에 따라 선체 구조용 알루미늄 합금과 의장용 알루미늄 합금으로 구분됩니다.. 선박 쉘 구조에 사용되는 알루미늄 합금은 주로 5083 합금, 5086 합금 그리고 5456 합금.

부터 6000 계열 합금은 바닷물에서 입계 부식을 겪습니다., 주로 선박의 상부구조에 사용됩니다.. 복장 알루미늄 합금은 주로 압출 프로파일에 사용됩니다..

강도와 공정 성능 7000 열처리 후 시리즈 합금은 이전 합금보다 훨씬 좋습니다. 5000 시리즈 합금. 선박 제조 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 갖고 있습니다.. 주로 선박 상부구조에 사용됩니다., 압출 구조와 같은, 갑옷 판, 등. 하지만, 단점 7000 합금은 응력 부식 저항성이 좋지 않다는 것입니다., 이는 이 일련의 합금의 사용 범위를 제한합니다..

범주	합금	성질	화학적 구성 요소 (HE 표준)	특징	애플리케이션
선체용	5052	영형 H14 H34	알：시로 남다：≤0.25 Cu：0.10mg 이하：2.2~2.8 아연：≤0.10Mn：≤0.10 크롬：0.15~0.35Fe：≤0.40	중간 강도, 내식성 및 성형성이 우수함, 높은 피로 강도	상부 구조, 보조 구성 요소, 보트 선체
	5083	영형 H32	알：유지하다 그리고：≤0.40 Cu：≤0.10 마그네슘：4.0~4.9Zn：≤0.25 망간：0.40~1.0Ti：≤0.15 크롬：0.05~0.25Fe：0~0.400	용접용 대표적인 알루미늄 합금, 비열처리 합금 중 강도가 가장 높습니다., 좋은 용접성, 내식성 및 저온 성능	주요 선체 구조
	5086	H32 H34	알：유지하다 그리고：≤0.40 Cu：≤0.10 마그네슘：3.5~4.5Zn：≤0.25 망간：0.20~0.7Ti：≤0.15 크롬：0.05~0.25Fe：0~0.500	용접성과 내식성은 동일합니다. 5083, 힘은 좀 약해요, 압출성이 향상되었습니다..	선체의 주요 구조 (벽이 얇고 폭이 넓은 압출 프로파일)
	5454	H32 H34	알：유지하다 그리고：≤0.25 Cu：≤0.10 마그네슘：2.4~3.0Zn：≤0.25 망간：0.50~1.0Ti：≤0.20 크롬：0.05~0.20Fe：0.000~0.400	22% 보다 더 높은 강도 5052, 우수한 내식성 및 용접성, 평균 성형성	선체 구조, 압력 용기, 파이프라인, 등.
	5456	영형 H321	알：유지하다 그리고：≤0.50 Cu：3.8~4.9 마그네슘：1.2~1.8Zn：≤0.30 망간：0.30~0.9Ti：≤0.15 ~ 안에：≤0.10Fe：0.00~0.50 원함 + 갖고 있음：0.000~0.500	비슷하다 5083, 그러나 강도가 약간 더 높고 응력 부식에 취약합니다.	선체와 갑판
	6061	T4 T6	Cu：0.15~040만：0.15 마그네슘：0.8~1.2Zn：0.25 크롬：0.04~0.35Ti：0.15 그리고：0.4~0.8Fe：0.7 알：유지하다	열처리로 강화할 수 있는 내식성 알루미늄 합금. 강도는 높지만 용접 강도가 낮습니다.. 주로 해수와 접촉하지 않는 나사식 및 리벳식 구조물에 사용됩니다..	상부 구조, 격벽 구조, 액자, 등.
복장용	1050 1200	H112 영형 H12 H24	알 ：시로 남다：≤0.25 철：0.40 Cu ：≤0.50 망간：0.50mg 이하：≤0.50 아연：≤0.15티 ：≤0.03	낮은 강도, 좋은 가공성, 용접성과 내식성, 높은 표면 처리	인테리어 장식
복장용	3003	H112 영형 H12	알 ：시로 남다：≤0.60 철：≤0.70 Cu ：≤0.50 망간：1.0~1.5Zn：≤0.10	10% 보다 더 높은 강도 1100, 좋은 성형성, 용접성, 및 내식성	내부, LPG 탱크의 지붕 및 측면 패널

선박용 알루미늄판 치수

판의 두께는 선체 구조에 따라 결정됩니다., 선박 사양 및 사용 위치. 선체 경량화의 관점에서, 일반적으로 얇은 판을 최대한 많이 사용합니다., 그러나 사용 중 플레이트의 부식 깊이도 고려해야 합니다.. 일반적으로 사용되는 플레이트는 1.6mm입니다.. 30mm 이상 얇은 판과 30mm 이하 두꺼운 판.

용접을 줄이기 위해, 2.0m 너비의 알루미늄 판이 자주 사용됩니다.. 대형선박은 폭 2.5m의 알루미늄판을 사용한다.. 길이는 일반적으로 6m입니다.. 일부 특수 사양의 플레이트도 조선소 계약에 따라 사용됩니다..

조선용 매우 넓은 알루미늄 판

미끄럼 방지 효과를 높이기 위해, 데크는 일반적으로 패턴 보드를 채택합니다..

해양용 알루미늄 합금의 사용 예

사용	합금	제품 유형
선박 측, 바닥 껍질	5083,5086,5456,5052	그릇, 프로필
용골	5083	그릇
갈비뼈	5083	그릇, 프로필
갈비 살, 옆집	5083,6061	그릇
엔진 받침대	5083	그릇
갑판	5052,5083,5086,5456,5454,7039	그릇, 프로필
조타실	5083,6N01，5052	그릇, 프로필
성채	5083	그릇, 프로필
굴뚝	5083,5052	그릇
컨테이너 상단 및 측면 패널	3003,3004,5052	그릇
현창	5052,5083,6063，AC7A	프로필, 주물
통로	5052,5083,6063,6061	프로필
돛대	5052,5083,6063,6061	튜브, 막대, 프로필
해양선박 컨테이너용 구조자재	6063,6061,7003	프로필
엔진 및 기타 해양 부품	AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A	주조

해양 알루미늄 합금의 성질

알루미늄 합금의 상태가 가공 방법을 나타냅니다., 재료의 내부 구조 및 기계적 성질. 일반적으로, 엔지니어링 회사는 다양한 용도에 따라 다양한 상태의 재료를 사용합니다.. 5000 선체 구조에 사용되는 계열 합금은 O 및 H 상태를 채택합니다., 그리고 6000 시리즈 합금은 T 상태를 채택합니다.. H 상태 세부 정보 5000 일본의 JIS 규격에 등재된 6000계 합금 및 AC계 주조 합금의 시리즈 합금 및 상태 코드는 아래 표에 나와 있습니다..

해양 알루미늄 합금

성미와 과정 5000 선체 구조용 시리즈 알루미늄

성질	가공기술
H111	어닐링 후, 냉간 가공 (롤링 또는 교정)
H112	열간 압연 후의 압출 상태 또는 원래 상태, 그러나 재료의 기계적 특성에 대한 요구 사항이 있습니다., 및 기계적 성질 실험이 필요합니다..
H116	재료의 박리 부식에 대한 저항성을 향상시키기 위한 냉간 가공 및 저온 어닐링.
H14	인장 강도는 O 상태와 H18 상태 사이입니다. (1/2 하드 상태)
H311	H31 플러스 소형 냉간 가공 상태
H32	인장 강도는 O 상태와 H34 상태 사이입니다. (냉간 가공 후 안정화 처리를 실시합니다.. 1/4 하드 상태)
H321	H32 플러스 소형 냉간 가공 상태
H323	특수 처리 상태로 H32의 응력 부식 균열 저항성이 향상되었습니다. (1/4 하드 상태)
H34	인장 강도는 O 상태와 H38 상태 사이입니다. (냉간 가공 후 안정화 처리를 실시합니다.. 1/2 하드 상태)
H343	특수 가공 상태로 H34의 응력 부식 균열 저항성이 향상되었습니다. (1/2 하드 상태)

성미와 과정 6000 선체 구조용 시리즈 알루미늄

성질	가공기술
T1	고온 열처리 및 냉각 후, 자연 노화 상태는 냉간 가공을 거치지 않는 열간 압출 재료에 적합합니다., 또는 교정된 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않는 교정 및 기타 냉간 가공 제품.
T4	용체화 처리 후, 자연적인 노화 상태. 용체화 처리 후 냉간 가공을 거치지 않는 제품에 적합합니다., 또는 냉간 교정이 보정된 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않는 제품.
T5	고온 열간 가공 후, 인공 시효 상태는 고온 성형 후 냉간 가공을 거치지 않는 제품에 적합합니다.. 또는 교정 및 냉간 가공이 보정된 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않는 제품.
T6	용체화 처리 후, 인공적인 실패 상태. 용체화 처리 후 냉간가공을 하지 않는 제품에 적합합니다., 또는 교정 및 기타 작업으로 인해 보정된 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않습니다..
T61	온수 처리 T6 처리, 주조에 적합.