Stop aluminium dla statków
1289 Wyświetlenia 2024-04-25 08:21:20
Stop aluminium dla statków
Stopy aluminium są stosowane w przemyśle stoczniowym od niemal stu lat. Wraz z szybkim rozwojem krajowego i zagranicznego przemysłu stoczniowego, coraz większą uwagę zwraca się na lekkość statków. Ze względu na małą gęstość, wysoka wytrzymałość, wysoka sztywność i odporność na korozję aluminium, projektowanie statków Statki zbudowane z aluminium są 15-20% lżejsze niż statki zbudowane ze stali lub innych materiałów kompozytowych. Wysoka wytrzymałość, odporność na korozję i spawalność stopów aluminium stanowią dobry wybór do budowy statków o rygorystycznych wymaganiach wagowych. Ponieważ koszt przetwarzania aluminium jest niższy, bardziej ekonomiczne jest stosowanie aluminium do budowy statków.
Stop aluminium dla statków
Jako płyty można stosować stopy aluminium, wytłaczane i odlewane. W połączeniu z wyjątkowymi właściwościami fizycznymi stopów aluminium, produkcja statków ze stopów aluminium jest bardzo ekonomiczna.
Z perspektywy projektantów statków, statki wykonane ze stopów aluminium mogą osiągać wyższe prędkości i dłuższą żywotność. Te zalety stopów aluminium doprowadziły do szybkiego rozwoju zastosowań stopów aluminium. W przemyśle stoczniowym dominują materiały aluminiowe. Zapewnia szeroki rynek aplikacji.
Stopy aluminium stosowane na statkach można podzielić na stopy aluminium odkształcone i stopy aluminium odlewane
Zastosowanie odkształconych stopów aluminium w przemyśle stoczniowym w różnych krajach obejmuje zarówno nadbudówki statków wielkopowierzchniowych, budowę tysięcy ton całkowicie aluminiowych oceanicznych statków badawczych, oceaniczne statki handlowe i statki pasażerskie, do wodolotów, poduszkowce, promy pasażerskie, katamarany pasażerskie, transport Odkształcone stopy aluminium są szeroko stosowane w różnych szybkich statkach pasażerskich i wojskowych łodziach motorowych, takich jak łodzie i łodzie desantowe. Odlew ze stopu aluminium jest stosowany głównie na elementy takie jak pompy, tłoki, części wyposażenia, i deszcz pocisków minowych.
Zasady doboru materiałów i zalety stopów aluminium na statki
Wyższy współczynnik wytrzymałości i moduł właściwy
Granica plastyczności i moduł sprężystości materiałów to najbardziej podstawowe parametry służące do obliczania wytrzymałości konstrukcji okrętowych i określania wielkości konstrukcji. Ponieważ moduł sprężystości i gęstość różnych stopów aluminium są w przybliżeniu takie same, dodanie niewielkiej ilości pierwiastków stopowych lub zmiana stanu obróbki cieplnej ma na nie niewielki wpływ, zatem zwiększenie granicy plastyczności w pewnym zakresie jest korzystne dla zmniejszenia ciężaru konstrukcji statku.
5083 aluminium na szkielety statków
Ogólnie, gęstość stopu aluminium wynosi około 2,7 ~ 2,8/cm3, a moduł sprężystości wynosi około 70 ~ 73 GPa. Jednakże, zwykle trudno jest, aby stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości miały jednocześnie doskonałą odporność na korozję i spawalność. Dlatego, stopy aluminium o średniej wytrzymałości i odporności na korozję, które można spawać, są zazwyczaj wybierane na pokładowe stopy aluminium. Ponadto, odlewane stopy aluminium mają również pewne zastosowania w przemyśle stoczniowym. aplikacja.
Doskonała wydajność spawania
Dla statków, połączenia spawane mają oczywistą przewagę nad połączeniami nitowanymi, dlatego metody spawania są szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym, zasadniczo zastępując konstrukcje nitowane.
Obecnie, automatyczne metody spawania łukowego argonem są stosowane głównie w aluminiowej konstrukcji statków. Dobra spawalność stopów aluminium oznacza, że tendencja stopów aluminium do tworzenia pęknięć podczas spawania jest mniejsza, to jest, stopy aluminium mają dobrą odporność na pęknięcia spawalnicze, a wydajność połączeń spawanych nie zmienia się zbytnio po spawaniu. Ponieważ właściwości utraconych w wyniku spawania nie można przywrócić poprzez obróbkę cieplną w warunkach stoczniowych, jest to jedna z ważnych cech odróżniających stop aluminium dla statków od innych konstrukcyjnych stopów aluminium.
Wytrzymałość po spawaniu AL-Zn-Mg (7000 seria) i AL-Mg-Si (6000 szeregowe stopy aluminium) jest znacznie zmniejszona, a odporność na korozję po spawaniu stopów serii AL-Zn-Mg jest również słaba. Dlatego, te dwie serie stopów są stosowane, ponieważ istnieją pewne ograniczenia podczas spawania materiałów morskich. AL-Mg (5000 seria) stopy nie mają tej wady.
Stopy serii AL-Zn-Mg stosowane są głównie na elementy, które po spawaniu można poddać obróbce cieplnej (jak pociski torpedowe), oraz stopy serii AL-Mg-Si stosowane są głównie jako profile.
Doskonała odporność na korozję
Konstrukcje statków są najczęściej stosowane w trudnych warunkach wody morskiej i środowiskach morskich. Dlatego, odporność stopów aluminium na korozję jest jednym z głównych wskaźników określających, czy można je stosować jako stopy aluminium do zastosowań morskich.
Stop aluminium dla statków
Podłoża ze stopów aluminium morskiego i złącza spawane zazwyczaj nie muszą wykazywać korozji naprężeniowej, korozja odpryskowa i korozja międzykrystaliczna w wodzie morskiej i środowiskach morskich; korozja kontaktowa, Należy w miarę możliwości unikać korozji szczelinowej i korozji związanej z przyczepnością do środowiska morskiego; dopuszczalna jest niewielka, jednolita korozja i plamy. korozja.
Dobre właściwości formowania na zimno i na gorąco
W trakcie budowy, statki muszą zostać poddane obróbce na zimno (takie jak obszywanie, wijący się, zginanie rolek, cechowanie, itp.) i obróbka na gorąco (takie jak gięcie na gorąco, korekta ogniowa, itp.). Dlatego, morskie stopy aluminium muszą być łatwe w obróbce i formowaniu, aby podczas obróbki nie powodować uszkodzeń, takich jak pęknięcia, i aby po przetworzeniu nadal spełniać wymagania wydajnościowe, takie jak wytrzymałość i odporność na korozję.
Zalety stopów aluminium w zastosowaniach morskich
Stop aluminium charakteryzuje się małym ciężarem właściwym i modułem sprężystości, odporność na korozję, spawalność, łatwe przetwarzanie, niemagnetyczne i dobre działanie w niskich temperaturach. Stosowany na statkach ma następujące zalety:
- (1) Ze względu na mały ciężar właściwy, może zmniejszyć wagę statku, zmniejszyć moc pojedynczego silnika, i zwiększyć prędkość; może zmniejszyć zużycie paliwa i zaoszczędzić paliwo; może poprawić proporcje statku, zwiększyć stabilność, i sprawiają, że statek jest łatwy w manewrowaniu; Możesz także zwiększyć ładowność i zyskać dodatkowe zyski.
- (2) Ze względu na dobrą odporność na korozję, może obniżyć koszty konserwacji, takie jak smarowanie, i wydłużyć jego żywotność (zwykle więcej niż 20 lata).
- (3) Wydajność przetwarzania i formowania jest dobra, i łatwo jest przeprowadzić różne formy obróbki, takie jak cięcie, cechowanie, gięcie na zimno, formowanie i cięcie, itp., i nadaje się do opływowego kadłuba; może wytłaczać duże, szerokie cienkościenne profile, zmniejszenie liczby spoin oraz racjonalizację i zmniejszenie ciężaru konstrukcji kadłuba.
- (4) Wydajność spawania jest dobra i można ją łatwo spawać.
- (5) Moduł sprężystości jest mały, zdolność pochłaniania naprężeń uderzeniowych jest duża, i zapewnia większe bezpieczeństwo.
- (6) Złom aluminium można łatwo odzyskać i poddać recyklingowi.
- (7) Brak kruchości w niskich temperaturach, najbardziej odpowiedni do sprzętu niskotemperaturowego.
- (8) Ponieważ jest niemagnetyczny, nie będzie to miało wpływu na kompas; całkowicie aluminiowy statek może uniknąć ataków min i nadaje się do wykorzystania jako trałowiec.
- (9) Nie ma uszkodzeń ani deformacji spowodowanych suszeniem przez owady; nie pali się i jest bezpieczniejszy w przypadku pożaru.
Typy, Charakterystyka i zastosowanie morskich stopów aluminium
Stop aluminium dla statków (Morskie stopy aluminium) można podzielić na odkształcone stopy aluminium i odlewane stopy aluminium zgodnie z różnymi procesami produkcyjnymi. Ponieważ morskie stopy aluminium mają specjalne wymagania dotyczące wytrzymałości, odporność na korozję, spawalność, itp., aluminium-magnez (5000 Seria) stopy, aluminium-magnez-krzem (6000 seria) stopy i aluminium-cynk-magnez (7000 seria) stopy.
Budowa statków z aluminium
Pomiędzy nimi, Na statkach najczęściej stosowane są stopy serii aluminiowo-magnezowej. Poniżej przedstawiono głównie odkształcone stopy aluminium dla statków.
Stopy aluminium dla statków można podzielić na stopy aluminium do konstrukcji kadłuba i stopy aluminium do wyposażenia, zgodnie z ich przeznaczeniem. Stopy aluminium stosowane w konstrukcjach poszycia statków to głównie stopy aluminium 5083 stop, 5086 stop I 5456 stop.
Od 6000 stopy szeregowe ulegną korozji międzykrystalicznej w wodzie morskiej, stosowane są głównie w nadbudówkach statków. Wyposażenie stopów aluminium stosowane jest głównie w profilach wytłaczanych.
Siła i wydajność procesu 7000 stop szeregowy po obróbce cieplnej jest jeszcze lepszy niż stop 5000 stop szeregowy. Ma szerokie perspektywy zastosowania w produkcji statków. Stosowany jest głównie w nadbudówkach statków, takie jak struktury wytłaczane, płyty pancerne, itp. Jednakże, wadą 7000 stop polega na tym, że jest odporny na korozję naprężeniową. Odporność na korozję naprężeniową jest słaba, co ogranicza zakres zastosowań tej serii stopów.
| Kategoria | Stop | Hartować | Skład chemiczny (Standard ON) | Cechy | Aplikacja |
| Do kadłuba | 5052 | O H14 H34 |
Glin：Pozostań Si：≤0,25 Cu：≤0,10 Mg：2.2~2,8 zn：≤0,10 mln：≤0,10 Kr：0.15~0,35 Fe：≤0,40 |
Średnia siła, dobra odporność na korozję i odkształcalność, wysoka wytrzymałość zmęczeniowa | Nadbudowa, elementy pomocnicze, kadłub łodzi |
| 5083 | O H32 |
Glin：Pozostać I：≤0,40 Cu：≤0,10 Mg：4.0~4,9 Zn：≤0,25 Mn：0.40~1,0 Ti：≤0,15 Kr：0.05~0,25 Fe：0~0,400 |
Typowy stop aluminium do spawania, o najwyższej wytrzymałości wśród stopów niepoddawanych obróbce cieplnej, dobra spawalność, odporność na korozję i działanie w niskich temperaturach | Główna konstrukcja kadłuba | |
| 5086 | H32 H34 |
Glin：Pozostać I：≤0,40 Cu：≤0,10 Mg：3.5~4,5 Zn：≤0,25 Mn：0.20~0,7 Ti：≤0,15 Kr：0.05~0,25 Fe：0~0,500 |
Spawalność i odporność na korozję są takie same jak 5083, siła jest nieco niższa, i wytłaczalność jest poprawiona. | Główna konstrukcja kadłuba (profile wytłaczane cienkościenne i o dużej szerokości) | |
| 5454 | H32 H34 |
Glin：Pozostać I：≤0,25 Cu：≤0,10 Mg：2.4~3,0 Zn：≤0,25 Mn：0.50~1,0 Ti：≤0,20 Kr：0.05~0,20 Fe：0.000~0,400 |
22% wyższa wytrzymałość niż 5052, dobra odporność na korozję i spawalność, średnia odkształcalność | Konstrukcje kadłuba, zbiorniki ciśnieniowe, rurociągi, itp. | |
| 5456 | O H321 |
Glin：Pozostać I：≤0,50 Cu：3.8～4.9 Mg：1.2~1,8 Zn：≤0,30 Mn：0.30~0,9 Ti：≤0,15 W：≤0,10 Fe：0.00~0,50 Chcesz + Mieć：0.000~0,500 |
Podobny do 5083, ale nieco wyższą wytrzymałość i podatność na korozję naprężeniową | kadłub i pokład | |
| 6061 | T4 T6 |
Cu：0.15~0,4 mln：0.15 Mg：0.8~1,2 Zn：0.25 Kr：0.04~0,35 Ti：0.15 I：0.4~0,8 Fe：0.7 Glin：Pozostać |
Odporny na korozję stop aluminium, który można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną. Ma wysoką wytrzymałość, ale niską wytrzymałość spoiny. Stosowany jest głównie do konstrukcji skręcanych i nitowanych, które nie mają kontaktu z wodą morską. | Nadbudowa, konstrukcja przegrody, rama, itp. | |
| Do wyposażenia | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
Glin ：Pozostań Si：≤0,25 Fe：0.40 Cu ：≤0,50 Mn：≤0,50 Mg：≤0,50 zn：≤0,15 Ti ：≤0,03 |
Niska wytrzymałość, dobra przetwarzalność, spawalność i odporność na korozję, wysoka obróbka powierzchni | dekoracja wnętrz |
| 3003 | H112 O H12 |
Glin ：Pozostań Si：≤0,60 Fe：≤0,70 Cu ：≤0,50 Mn：1.0~1,5 cynku：≤0,10 |
10% wyższa wytrzymałość niż 1100, dobra formowalność, spawalność, i odporność na korozję | Wnętrze, dach i panele boczne zbiorników LPG |
Wymiary płyt aluminiowych na statki
Grubość płyty zależy od konstrukcji kadłuba, specyfikacje statku i miejsce użytkowania. Z punktu widzenia odciążenia kadłuba, cienkie płyty są zwykle używane tak często, jak to możliwe, należy jednak wziąć pod uwagę głębokość korozji płyty podczas użytkowania. Powszechnie stosowane płytki mają grubość 1,6 mm. Cienkie płyty powyżej i grube płyty poniżej 30 mm.
W celu ograniczenia spawania, 2.0Często stosuje się płyty aluminiowe o szerokości m. Na dużych statkach stosuje się płyty aluminiowe o szerokości 2,5 m. Długość wynosi zazwyczaj 6 m. Niektóre płyty o specjalnych specyfikacjach są również używane zgodnie z kontraktami stoczniowymi.
Bardzo szeroka płyta aluminiowa do budowy statków
W celu poprawy efektu antypoślizgowego, pokład zazwyczaj przyjmuje deskę wzorcową.
Przykłady zastosowań morskich stopów aluminium
| Używać | Stop | Typy produktów |
| Strona statku, dolna skorupa | 5083,5086,5456,5052 | Płyta, profil |
| Kil | 5083 | Płyta |
| Klatka piersiowa | 5083 | Płyta, profil |
| Żeberka, następne drzwi | 5083,6061 | Płyta |
| Podstawa silnika | 5083 | Płyta |
| Pokład | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Płyta, profil |
| Sterówka | 5083,6N01，5052 | Płyta, profil |
| Bastion | 5083 | Płyta, profil |
| Komin | 5083,5052 | Płyta |
| Górne i boczne panele kontenera | 3003,3004,5052 | Płyta |
| Iluminator | 5052,5083,6063，AC7A | Profile, odlewy |
| Przejście | 5052,5083,6063,6061 | Profil |
| Maszt | 5052,5083,6063,6061 | rura, pręt, profil |
| Materiały konstrukcyjne do kontenerów morskich | 6063,6061,7003 | Profil |
| Silniki i inne komponenty morskie | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Odlew |
Odpuszczanie morskich stopów aluminium
Stan stopu aluminium wskazuje na metodę przetwarzania, struktura wewnętrzna i właściwości mechaniczne materiału. Ogólnie, firmy inżynieryjne wykorzystują materiały w różnych stanach w zależności od różnych zastosowań. 5000 stopy serii stosowane do konstrukcji kadłuba przyjmują stany O i H, I 6000 stopy serii przyjmują stan T. Szczegóły stanu H 5000 stopy serii oraz kody stanu stopów serii 6000 i stopów odlewniczych serii AC wymienionych w japońskich normach JIS przedstawiono w poniższej tabeli.
Morskie stopy aluminium
Temperament i proces 5000 seria aluminium do konstrukcji kadłuba
| Hartować | Technologia przetwarzania |
| H111 | Po wyżarzeniu, chłodne pracowanie (rolowanie lub prostowanie) |
| H112 | Stan wytłoczony lub stan oryginalny po walcowaniu na gorąco, ale istnieją wymagania dotyczące właściwości mechanicznych materiału, i wymagane są eksperymenty dotyczące właściwości mechanicznych. |
| H116 | Obróbka na zimno i wyżarzanie w niskiej temperaturze w celu poprawy odporności materiału na korozję odpryskową. |
| H14 | Wytrzymałość na rozciąganie mieści się pomiędzy stanem O i stanem H18 (1/2 stan ciężki) |
| H311 | H31 plus mały stan pracy na zimno |
| H32 | Wytrzymałość na rozciąganie mieści się pomiędzy stanem O i stanem H34 (obróbkę stabilizacyjną przeprowadza się po obróbce plastycznej na zimno. 1/4 stan ciężki) |
| H321 | H32 plus mały stan pracy na zimno |
| H323 | Specjalny stan przetwarzania poprawia odporność H32 na pękanie korozyjne naprężeniowe (1/4 stan ciężki) |
| H34 | Wytrzymałość na rozciąganie mieści się pomiędzy stanem O i stanem H38 (obróbkę stabilizacyjną przeprowadza się po obróbce plastycznej na zimno. 1/2 stan ciężki) |
| H343 | Specjalny stan przetwarzania poprawia odporność H34 na pękanie korozyjne naprężeniowe (1/2 stan ciężki) |
Temperament i proces 6000 seria aluminium do konstrukcji kadłuba
| Hartować | Technologia przetwarzania |
| T1 | Po obróbce cieplnej w wysokiej temperaturze i chłodzeniu, naturalny stan starzenia jest odpowiedni dla materiałów wytłaczanych na gorąco, które nie poddawane są obróbce na zimno, lub prostowania i inne produkty do obróbki na zimno, które mają niewielki wpływ na ich skalibrowane właściwości mechaniczne. |
| T4 | Po leczeniu roztworem, naturalny stan starzenia. Nadaje się do produktów, które po obróbce roztworowej nie podlegają obróbce na zimno, lub produkty, w przypadku których prostowanie na zimno ma niewielki wpływ na skalibrowane właściwości mechaniczne. |
| T5 | Po obróbce na gorąco w wysokiej temperaturze, sztuczny stan starzenia jest odpowiedni dla produktów, które po formowaniu w wysokiej temperaturze nie są poddawane obróbce na zimno. Lub produkty, których prostowanie i obróbka na zimno ma niewielki wpływ na ich skalibrowane właściwości mechaniczne. |
| T6 | Po leczeniu roztworem, sztuczny stan awarii. Nadaje się do produktów, które po obróbce przesycającej nie są poddawane obróbce na zimno, lub które mają niewielki wpływ na ich skalibrowane właściwości mechaniczne w wyniku prostowania i innych operacji. |
| T61 | Obróbka w gorącej wodzie T6, nadaje się do odlewów. |
Więcej wiedzy na temat stopów aluminium dla statków można znaleźć na stronie: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
