Aloi aluminium untuk kapal
1289 Pandangan 2024-04-25 08:21:20
Aloi aluminium untuk kapal
Aloi aluminium telah digunakan dalam industri pembinaan kapal selama hampir seratus tahun. Dengan perkembangan pesat industri pembinaan kapal dalam dan luar negara, semakin banyak perhatian telah diberikan kepada kapal yang ringan. Oleh kerana ketumpatan yang rendah, kekuatan tinggi, ketegaran tinggi dan rintangan kakisan aluminium, reka bentuk kapal Kapal yang dibina dengan aluminium adalah 15-20% lebih ringan daripada kapal yang dibina dengan keluli atau bahan komposit lain. Ketangguhan yang tinggi, rintangan kakisan dan kebolehkimpalan aloi aluminium menyediakan pilihan yang baik untuk membina kapal dengan keperluan berat yang ketat. Kerana kos pemprosesan aluminium lebih rendah, adalah lebih menjimatkan menggunakan aluminium untuk membina kapal.
Aloi aluminium untuk kapal
Aloi aluminium boleh digunakan sebagai plat, tersemperit dan dibuang. Ditambah dengan sifat fizikal aloi aluminium yang luar biasa, ia sangat menjimatkan untuk mengeluarkan kapal dengan aloi aluminium.
Dari perspektif pereka kapal, kapal yang diperbuat daripada aloi aluminium boleh mencapai kelajuan yang lebih tinggi dan hayat perkhidmatan yang lebih lama. Kelebihan aloi aluminium ini telah membawa kepada perkembangan pesat dalam penggunaan aloi aluminium. Industri pembinaan kapal dikuasai oleh bahan aluminium. Menyediakan pasaran aplikasi yang luas.
Aloi aluminium yang digunakan pada kapal boleh dibahagikan kepada aloi aluminium cacat dan aloi aluminium tuang
Penggunaan aloi aluminium yang cacat dalam pembinaan kapal di pelbagai negara adalah dari struktur atas kapal permukaan yang besar., pembinaan beribu-ribu tan kapal penyelidikan lautan semua-aluminium, kapal dagang dan kapal penumpang yang melayari lautan, kepada hidrofoil, hoverkraf, feri penumpang, kapal penumpang katamaran, pengangkutan Aloi aluminium cacat digunakan secara meluas pada pelbagai kapal penumpang berkelajuan tinggi dan bot laju tentera seperti bot dan kraf pendaratan. Aloi aluminium tuang digunakan terutamanya untuk komponen seperti pam, omboh, bahagian kelengkapan, dan kerang lombong hujan.
Prinsip pemilihan bahan dan kelebihan aloi aluminium untuk kapal
Nisbah kekuatan yang lebih tinggi dan modulus khusus
Kekuatan hasil dan modulus elastik bahan adalah parameter paling asas untuk mengira kekuatan struktur kapal dan menentukan saiz struktur.. Oleh kerana modulus anjal dan ketumpatan pelbagai aloi aluminium adalah lebih kurang sama, menambah sedikit unsur mengaloi atau menukar keadaan rawatan haba mempunyai sedikit kesan ke atasnya, jadi meningkatkan kekuatan hasil dalam julat tertentu adalah berfaedah untuk mengurangkan berat struktur kapal.
5083 aluminium untuk rangka kapal
Secara amnya, ketumpatan aloi aluminium adalah kira-kira 2.7~2.8/cm3, dan modulus elastik adalah kira-kira 70~73GPa. Namun begitu, biasanya sukar bagi aloi aluminium berkekuatan tinggi untuk mempunyai rintangan kakisan dan kebolehkimpalan yang sangat baik pada masa yang sama. Oleh itu, aloi aluminium dengan kekuatan sederhana dan rintangan kakisan yang boleh dikimpal secara amnya dipilih untuk aloi aluminium papan kapal. Sebagai tambahan, aloi aluminium tuang juga mempunyai aplikasi tertentu dalam bidang pembinaan kapal. permohonan.
Prestasi kimpalan yang sangat baik
Untuk kapal, sambungan kimpalan mempunyai kelebihan yang jelas berbanding sambungan rivet, jadi kaedah kimpalan telah digunakan secara meluas dalam pembinaan kapal, pada asasnya menggantikan struktur rivet.
Pada masa ini, kaedah kimpalan arka argon automatik digunakan terutamanya dalam pembinaan kapal aluminium. Kebolehkimpalan aloi aluminium yang baik bermakna kecenderungan aloi aluminium untuk membentuk keretakan semasa mengimpal adalah lebih kecil., itu dia, aloi aluminium mempunyai rintangan retak kimpalan yang baik, dan prestasi sambungan yang dikimpal tidak banyak berubah selepas dikimpal. Kerana sifat-sifat yang hilang akibat kimpalan tidak dapat dipulihkan dengan rawatan pemanasan semula di bawah keadaan pembinaan kapal, ini adalah salah satu ciri penting yang membezakan aloi aluminium untuk kapal daripada aloi aluminium struktur lain.
Kekuatan selepas kimpalan AL-Zn-Mg (7000 siri) dan AL-Mg-Si (6000 siri aloi aluminum) dikurangkan dengan ketara, dan rintangan kakisan selepas kimpalan aloi siri AL-Zn-Mg juga lemah. Oleh itu, dua siri aloi ini digunakan sebagai Terdapat sekatan tertentu semasa mengimpal bahan marin. AL-Mg (5000 siri) aloi tidak mempunyai kelemahan ini.
Aloi siri AL-Zn-Mg digunakan terutamanya untuk komponen yang boleh dirawat haba selepas kimpalan (seperti peluru torpedo), dan aloi siri AL-Mg-Si digunakan terutamanya sebagai profil.
Rintangan kakisan yang sangat baik
Struktur kapal kebanyakannya digunakan dalam media air laut yang keras dan persekitaran marin. Oleh itu, sama ada aloi aluminium tahan kakisan adalah salah satu petunjuk utama yang menentukan sama ada ia boleh digunakan sebagai aloi aluminium marin.
Aloi aluminium untuk kapal
Substrat aloi aluminium marin dan sambungan dikimpal secara amnya diperlukan untuk tidak mempunyai kakisan tegasan, kakisan spalling dan kecenderungan kakisan antara butiran dalam air laut dan persekitaran marin; kakisan sentuhan, kakisan celah dan kakisan lekatan laut hendaklah dielakkan sebaik mungkin; kakisan seragam kecil dan bintik dibenarkan. kakisan.
Sifat membentuk sejuk dan panas yang baik
Semasa proses pembinaan, kapal mesti menjalani pemprosesan sejuk (seperti hemming, kerinting, lenturan gulungan, mengecap, dan lain-lain.) dan pemprosesan panas (seperti lenturan panas, pembetulan kebakaran, dan lain-lain.). Oleh itu, aloi aluminium marin dikehendaki mudah diproses dan dibentuk, tidak menghasilkan kecacatan seperti retak semasa pemprosesan, dan untuk masih memenuhi keperluan prestasi seperti kekuatan dan rintangan kakisan selepas pemprosesan.
Kelebihan aloi aluminium dalam aplikasi marin
Aloi aluminium mempunyai ciri-ciri graviti tentu kecil dan modulus elastik, rintangan kakisan, kebolehkimpalan, pemprosesan yang mudah, bukan magnetik dan prestasi suhu rendah yang baik. Ia mempunyai kelebihan berikut apabila digunakan dalam kapal:
- (1) Oleh kerana graviti tentu yang kecil, ia boleh mengurangkan berat kapal, mengurangkan kapasiti enjin tunggal, dan meningkatkan kelajuan; ia boleh mengurangkan penggunaan bahan api dan menjimatkan bahan api; ia boleh meningkatkan nisbah aspek kapal, meningkatkan kestabilan, dan memudahkan kapal untuk bergerak; Anda juga boleh meningkatkan kapasiti beban dan mendapat keuntungan tambahan.
- (2) Oleh kerana rintangan kakisan yang baik, ia dapat mengurangkan kos penyelenggaraan seperti meminyaki dan memanjangkan hayat perkhidmatannya (biasanya lebih daripada 20 tahun).
- (3) Prestasi pemprosesan dan pembentukan adalah baik, dan mudah untuk menjalankan pelbagai bentuk pemprosesan seperti pemotongan, mengecap, lenturan sejuk, membentuk dan memotong, dan lain-lain., dan sesuai untuk badan kapal yang diperkemas; ia boleh menyemperit profil berdinding nipis lebar yang besar, mengurangkan bilangan kimpalan dan Rasionalisasi dan ringankan struktur badan kapal.
- (4) Prestasi kimpalan adalah baik dan boleh dikimpal dengan mudah.
- (5) Modulus elastik adalah kecil, keupayaan untuk menyerap tekanan hentaman adalah besar, dan ia mempunyai keselamatan yang lebih besar.
- (6) Sekerap aluminium mudah dipulihkan dan boleh dikitar semula.
- (7) Tiada kerapuhan suhu rendah, paling sesuai untuk peralatan suhu rendah.
- (8) Kerana ia bukan magnet, kompas tidak akan terjejas; kapal semua aluminium boleh mengelakkan serangan lombong dan sesuai digunakan sebagai kapal penyapu ranjau.
- (9) Tiada kerosakan atau ubah bentuk serangga yang disebabkan oleh pengeringan; ia tidak terbakar dan lebih selamat sekiranya berlaku kebakaran.
Jenis, ciri dan kegunaan aloi aluminium marin
Aloi aluminium untuk kapal (Aloi aluminium marin) boleh dibahagikan kepada aloi aluminium cacat dan aloi aluminium tuang mengikut proses pembuatan yang berbeza. Oleh kerana aloi aluminium marin mempunyai keperluan khas untuk kekuatan, rintangan kakisan, kebolehkimpalan, dan lain-lain., aluminium-magnesium (5000 Siri) aloi, aluminium-magnesium-silikon (6000 siri) aloi dan aluminium-zink-magnesium (7000 siri) aloi.
Bangunan kapal aluminium
Antaranya, aloi siri aluminium-magnesium adalah yang paling banyak digunakan pada kapal. Yang berikut terutamanya memperkenalkan aloi aluminium cacat untuk kapal.
Aloi aluminium untuk kapal boleh dibahagikan kepada aloi aluminium untuk struktur badan kapal dan aloi aluminium untuk kelengkapan mengikut kegunaannya. Aloi aluminium yang digunakan untuk struktur cangkerang kapal adalah terutamanya 5083 aloi, 5086 aloi dan 5456 aloi.
Sejak 6000 aloi siri akan mengalami kakisan antara butiran dalam air laut, ia digunakan terutamanya dalam struktur atas kapal. Aloi aluminium kelengkapan digunakan terutamanya dalam profil tersemperit.
Kekuatan dan prestasi proses 7000 aloi siri selepas rawatan haba adalah lebih baik daripada aloi 5000 aloi siri. Ia mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pembuatan kapal. Ia digunakan terutamanya dalam superstruktur kapal, seperti struktur tersemperit, plat perisai, dan lain-lain. Namun begitu, keburukan daripada 7000 aloi ialah ia tahan terhadap Rintangan kakisan tegasan adalah lemah, yang mengehadkan julat penggunaan siri aloi ini.
| kategori | Aloi | perangai | Komposisi kimia (standard HE) | ciri-ciri | Permohonan |
| Untuk badan kapal | 5052 | O H14 H34 |
Al：Kekal 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 |
Kekuatan sederhana, rintangan kakisan dan kebolehbentukan yang baik, kekuatan keletihan yang tinggi | Superstruktur, komponen tambahan, badan kapal |
| 5083 | O H32 |
Al：Kekal Dan：≤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：0～0.400 |
Aloi aluminium biasa untuk kimpalan, dengan kekuatan tertinggi antara aloi yang tidak boleh dirawat haba, kebolehkimpalan yang baik, rintangan kakisan dan prestasi suhu rendah | Struktur badan kapal utama | |
| 5086 | H32 H34 |
Al：Kekal Dan：≤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 |
Kebolehkimpalan dan rintangan kakisan adalah sama seperti 5083, kekuatannya lebih rendah sedikit, dan kebolehsemperitan bertambah baik. | Struktur utama badan kapal (profil tersemperit berdinding nipis dan lebar lebar) | |
| 5454 | H32 H34 |
Al：Kekal Dan：≤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：0.000～0.400 |
22% kekuatan yang lebih tinggi daripada 5052, rintangan kakisan dan kebolehkimpalan yang baik, kebolehbentukan purata | Struktur badan kapal, kapal tekanan, saluran paip, dan lain-lain. | |
| 5456 | O H321 |
Al：Kekal Dan：≤0.50 Cu：3.8～4.9 Mg：1.2～1.8 Zn：≤0.30 Mn：0.30～0.9 Ti：≤0.15 Dalam：≤0.10 Fe：0.00～0.50 Mahu + Ada：0.000～0.500 |
Sama seperti 5083, tetapi kekuatannya lebih tinggi sedikit dan terdedah kepada kakisan tegasan | badan kapal dan dek | |
| 6061 | T4 T6 |
Cu：0.15～0.4 Mn：0.15 Mg：0.8～1.2 Zn：0.25 Cr：0.04～0.35 Ti：0.15 Dan：0.4～0.8 Fe：0.7 Al：Kekal |
Aloi aluminium tahan kakisan yang boleh dikuatkan dengan rawatan haba. Ia mempunyai kekuatan tinggi tetapi kekuatan kimpalan rendah. Ia digunakan terutamanya untuk struktur skru dan rivet yang tidak bersentuhan dengan air laut. | Superstruktur, struktur sekat, bingkai, dan lain-lain. | |
| Untuk pakaian | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
Al ：Kekal Si：≤0.25 Fe：0.40 Cu ：≤0.50 Mn：≤0.50 Mg：≤0.50 Zn：≤0.15 Ti ：≤0.03 |
Kekuatan rendah, kebolehprosesan yang baik, kebolehkimpalan dan rintangan kakisan, rawatan permukaan tinggi | hiasan dalaman |
| 3003 | H112 O H12 |
Al ：Kekal Si：≤0.60 Fe：≤0.70 Cu ：≤0.50 Mn：1.0~1.5 Zn：≤0.10 |
10% kekuatan yang lebih tinggi daripada 1100, kebolehbentukan yang baik, kebolehkimpalan, dan rintangan kakisan | Dalaman, bumbung dan panel sisi tangki LPG |
Dimensi plat aluminium untuk kapal
Ketebalan plat ditentukan oleh struktur badan kapal, spesifikasi kapal dan lokasi penggunaan. Dari perspektif meringankan badan kapal, plat nipis biasanya digunakan sebanyak mungkin, tetapi kedalaman kakisan plat semasa digunakan juga harus dipertimbangkan. Plat yang biasa digunakan ialah 1.6mm. Plat nipis di atas dan plat tebal di bawah 30mm.
Untuk mengurangkan kimpalan, 2.0m plat aluminium lebar sering digunakan. Kapal besar menggunakan plat aluminium selebar 2.5m. Panjangnya biasanya 6m. Beberapa plat dengan spesifikasi khas juga digunakan mengikut kontrak limbungan kapal.
Plat aluminium lebih lebar untuk pembinaan kapal
Untuk meningkatkan kesan anti-slip, dek biasanya menggunakan papan corak.
Contoh kegunaan aloi aluminium marin
| guna | Aloi | Jenis produk |
| Sebelah kapal, cangkerang bawah | 5083,5086,5456,5052 | Pinggan, profil |
| lunas | 5083 | Pinggan |
| Tulang rusuk | 5083 | Pinggan, profil |
| tulang rusuk, sebelah | 5083,6061 | Pinggan |
| Alas enjin | 5083 | Pinggan |
| dek | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Pinggan, profil |
| Rumah roda | 5083,6N01，5052 | Pinggan, profil |
| Benteng pertahanan | 5083 | Pinggan, profil |
| cerobong asap | 5083,5052 | Pinggan |
| Panel atas dan sisi bekas | 3003,3004,5052 | Pinggan |
| Porthole | 5052,5083,6063，AC7A | Profil, tuangan |
| Gangway | 5052,5083,6063,6061 | Profil |
| tiang | 5052,5083,6063,6061 | tiub, batang, profil |
| Bahan struktur untuk kontena kapal luar pesisir | 6063,6061,7003 | Profil |
| Enjin dan komponen marin lain | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Pemutus |
Temperamen aloi aluminium marin
Keadaan aloi aluminium menunjukkan kaedah pemprosesan, struktur dalaman dan sifat mekanikal bahan. Secara amnya, syarikat kejuruteraan menggunakan bahan di negeri yang berbeza mengikut kegunaan yang berbeza. 5000 aloi siri yang digunakan untuk struktur badan kapal mengguna pakai keadaan O dan H, dan 6000 aloi siri mengguna pakai keadaan T. Butiran keadaan H bagi 5000 aloi siri dan kod negeri bagi aloi siri 6000 dan aloi tuang siri AC yang disenaraikan dalam piawaian JIS Jepun ditunjukkan dalam jadual di bawah.
Aloi aluminium marin
Temper dan proses 5000 siri aluminium untuk struktur badan kapal
| perangai | Teknologi pemprosesan |
| H111 | Selepas penyepuhlindapan, bekerja sejuk (berguling atau meluruskan) |
| H112 | Keadaan tersemperit atau keadaan asal selepas gelek panas, tetapi terdapat keperluan untuk sifat mekanikal bahan, dan eksperimen sifat mekanikal diperlukan. |
| H116 | Kerja sejuk dan penyepuhlindapan suhu rendah untuk meningkatkan ketahanan bahan terhadap kakisan spalling. |
| H14 | Kekuatan tegangan adalah antara keadaan O dan keadaan H18 (1/2 keadaan keras) |
| H311 | H31 ditambah status kerja sejuk kecil |
| H32 | Kekuatan tegangan adalah antara keadaan O dan keadaan H34 (rawatan penstabilan dilakukan selepas kerja sejuk. 1/4 keadaan keras) |
| H321 | H32 ditambah status kerja sejuk kecil |
| H323 | Keadaan pemprosesan khas menambah baik rintangan keretakan kakisan tegasan H32 (1/4 keadaan keras) |
| H34 | Kekuatan tegangan adalah antara keadaan O dan keadaan H38 (rawatan penstabilan dilakukan selepas kerja sejuk. 1/2 keadaan keras) |
| H343 | Keadaan pemprosesan khas menambah baik rintangan keretakan kakisan tegasan H34 (1/2 keadaan keras) |
Temper dan proses 6000 siri aluminium untuk struktur badan kapal
| perangai | Teknologi pemprosesan |
| T1 | Selepas pemprosesan terma suhu tinggi dan penyejukan, keadaan penuaan semula jadi sesuai untuk bahan tersemperit panas yang tidak menjalani pemprosesan sejuk, atau pelurus dan produk pemprosesan sejuk lain yang mempunyai sedikit kesan ke atas sifat mekanikalnya yang ditentukur. |
| T4 | Selepas rawatan penyelesaian, keadaan penuaan semula jadi. Ia sesuai untuk produk yang tidak menjalani pemprosesan sejuk selepas rawatan penyelesaian, atau produk yang meluruskan sejuk mempunyai sedikit kesan ke atas sifat mekanikal yang ditentukur. |
| T5 | Selepas pemprosesan panas suhu tinggi, keadaan penuaan buatan sesuai untuk produk yang tidak menjalani pemprosesan sejuk selepas pembentukan suhu tinggi. Atau produk yang meluruskan dan bekerja sejuk mempunyai sedikit kesan pada sifat mekanikalnya yang ditentukur. |
| T6 | Selepas rawatan penyelesaian, keadaan kegagalan buatan. Ia sesuai untuk produk yang tidak menjalani kerja sejuk selepas rawatan penyelesaian, atau yang mempunyai sedikit impak pada sifat mekanikalnya yang ditentukur disebabkan oleh operasi meluruskan dan lain-lain. |
| T61 | Rawatan dalam rawatan air panas T6, sesuai untuk tuangan. |
Lebih Banyak Pengetahuan tentang aloi aluminium untuk kapal sila lawati: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
