Liga de alumínio para navios
12,766 Visualizações 2024-04-25 08:21:20
Liga de alumínio para navios
As ligas de alumínio têm sido utilizadas na indústria de construção naval há quase cem anos.. Com o rápido desenvolvimento das indústrias de construção naval nacionais e estrangeiras, cada vez mais atenção tem sido dada à leveza dos navios. Devido à baixa densidade, força elevada, alta rigidez e resistência à corrosão do alumínio, projeto de navio Navios construídos com alumínio são 15-20% mais leve que navios construídos com aço ou outros materiais compósitos. A alta tenacidade, a resistência à corrosão e a soldabilidade das ligas de alumínio proporcionam uma boa escolha para a construção de navios com requisitos rigorosos de peso. Porque o custo de processamento do alumínio é menor, é mais econômico usar alumínio para construir navios.
Liga de alumínio para navios
Ligas de alumínio podem ser usadas como placas, extrudado e fundido. Juntamente com as excelentes propriedades físicas das ligas de alumínio, é muito econômico fabricar navios com ligas de alumínio.
Da perspectiva dos projetistas de navios, navios feitos de ligas de alumínio podem atingir velocidades mais altas e maior vida útil. Estas vantagens das ligas de alumínio levaram ao rápido desenvolvimento na aplicação de ligas de alumínio. A indústria de construção naval é dominada por materiais de alumínio. Fornece um amplo mercado de aplicações.
As ligas de alumínio usadas em navios podem ser divididas em ligas de alumínio deformadas e ligas de alumínio fundido.
A aplicação de ligas de alumínio deformadas na construção naval em diversos países vai desde a superestrutura de grandes navios de superfície, a construção de milhares de toneladas de navios de pesquisa oceânica totalmente em alumínio, navios mercantes oceânicos e navios de passageiros, para hidrofólios, hovercrafts, ferries de passageiros, navios de passageiros catamarã, transporte Ligas de alumínio deformadas são amplamente utilizadas em vários navios de passageiros de alta velocidade e lanchas militares, como barcos e embarcações de desembarque. A liga de alumínio fundido é usada principalmente para componentes como bombas, pistões, equipar peças, e chover conchas de minas.
Princípios de seleção de materiais e vantagens da liga de alumínio para navios
Maior relação de resistência e módulo específico
A resistência ao escoamento e o módulo de elasticidade dos materiais são os parâmetros mais básicos para calcular a resistência das estruturas navais e determinar o tamanho da estrutura.. Como o módulo de elasticidade e a densidade de várias ligas de alumínio são aproximadamente os mesmos, adicionar uma pequena quantidade de elementos de liga ou alterar o estado do tratamento térmico tem pouco efeito sobre eles, portanto, aumentar o limite de escoamento dentro de uma determinada faixa é benéfico para reduzir o peso da estrutura do navio.
5083 alumínio para esqueleto de navio
Geralmente, a densidade da liga de alumínio é de cerca de 2,7 ~ 2,8/cm3, e o módulo de elasticidade é de cerca de 70~73GPa. No entanto, geralmente é difícil que ligas de alumínio de alta resistência tenham excelente resistência à corrosão e soldabilidade ao mesmo tempo. Portanto, ligas de alumínio com resistência média e resistência à corrosão que podem ser soldadas são geralmente selecionadas para ligas de alumínio a bordo. Além disso, ligas de alumínio fundido também têm certas aplicações na área de construção naval. aplicativo.
Excelente desempenho de soldagem
Para navios, conexões de soldagem têm vantagens óbvias sobre conexões rebitadas, então os métodos de soldagem têm sido amplamente utilizados na construção naval, basicamente substituindo estruturas rebitadas.
Atualmente, métodos automáticos de soldagem a arco de argônio são usados principalmente na construção naval de alumínio. A boa soldabilidade das ligas de alumínio significa que a tendência das ligas de alumínio de formar trincas durante a soldagem é menor, aquilo é, ligas de alumínio têm boa resistência a rachaduras de soldagem, e o desempenho das juntas soldadas não muda muito após a soldagem. Porque as propriedades perdidas devido à soldagem não podem ser restauradas por tratamento de reaquecimento em condições de construção naval, esta é uma das características importantes que distingue a liga de alumínio para navios de outras ligas estruturais de alumínio..
A resistência pós-soldagem do AL-Zn-Mg (7000 Series) e AL-Mg-Si (6000 série aligas de alumínio) é significativamente reduzido, e a resistência à corrosão pós-soldagem das ligas da série AL-Zn-Mg também é baixa. Portanto, essas ligas de duas séries são usadas como Existem certas restrições ao soldar materiais marinhos. AL-Mg (5000 Series) ligas não têm essa desvantagem.
As ligas da série AL-Zn-Mg são usadas principalmente para componentes que podem ser tratados termicamente após a soldagem (como projéteis de torpedo), e ligas da série AL-Mg-Si são usadas principalmente como perfis.
Excelente resistência à corrosão
As estruturas dos navios são usadas principalmente em ambientes agressivos de água do mar e ambientes marinhos. Portanto, se as ligas de alumínio são resistentes à corrosão é um dos principais indicadores que determinam se podem ser usadas como ligas de alumínio naval.
Liga de alumínio para navios
Substratos de liga de alumínio marinho e juntas soldadas geralmente não apresentam corrosão sob tensão, Tendências de corrosão fragmentada e corrosão intergranular em água do mar e ambientes marinhos; corrosão de contato, corrosão em fendas e corrosão por adesão marítima devem ser evitadas tanto quanto possível; corrosão e manchas pequenas e uniformes são permitidas. corrosão.
Boas propriedades de conformação a frio e a quente
Durante o processo de construção, navios devem passar por processamento a frio (como bainha, ondulação, dobra de rolo, estampagem, etc.) e processamento a quente (como flexão a quente, correção de fogo, etc.). Portanto, as ligas de alumínio marítimo devem ser fáceis de processar e formar, para não produzir defeitos como rachaduras durante o processamento, e ainda atender aos requisitos de desempenho, como resistência e resistência à corrosão após o processamento.
Vantagens das ligas de alumínio em aplicações marítimas
A liga de alumínio tem características de pequena gravidade específica e módulo de elasticidade, resistência à corrosão, soldabilidade, processamento fácil, desempenho não magnético e bom em baixas temperaturas. Tem as seguintes vantagens quando usado em navios:
- (1) Devido à sua pequena gravidade específica, pode reduzir o peso do navio, reduzir a capacidade do único motor, e aumentar a velocidade; pode reduzir o consumo de combustível e economizar combustível; pode melhorar a proporção do navio, aumentar a estabilidade, e tornar o navio fácil de manobrar; Você também pode aumentar a capacidade de carga e obter lucros adicionais.
- (2) Devido à sua boa resistência à corrosão, pode reduzir custos de manutenção, como lubrificação e prolongar sua vida útil (geralmente mais do que 20 anos).
- (3) O desempenho de processamento e formação é bom, e é fácil realizar diversas formas de processamento, como corte, estampagem, flexão a frio, formando e cortando, etc., e é adequado para o casco aerodinâmico; pode extrudar perfis grandes e largos de paredes finas, reduzindo o número de soldas e racionalizando e tornando mais leve a estrutura do casco.
- (4) O desempenho de soldagem é bom e pode ser soldado facilmente.
- (5) O módulo de elasticidade é pequeno, a capacidade de absorver o estresse de impacto é grande, e tem maior segurança.
- (6) A sucata de alumínio é fácil de recuperar e pode ser reciclada.
- (7) Sem fragilidade em baixas temperaturas, mais adequado para equipamentos de baixa temperatura.
- (8) Porque não é magnético, a bússola não será afetada; o navio todo em alumínio pode evitar ataques de minas e é adequado para uso como caça-minas.
- (9) Não há danos por insetos ou deformação causada pela secagem; não queima e é mais seguro em caso de incêndio.
Tipos, características e usos de ligas de alumínio marinho
Liga de alumínio para navios (Ligas de alumínio marítimo) pode ser dividido em ligas de alumínio deformadas e ligas de alumínio fundido de acordo com diferentes processos de fabricação. Como as ligas de alumínio naval têm requisitos especiais de resistência, resistência à corrosão, soldabilidade, etc., alumínio-magnésio (5000 Series) ligas, alumínio-magnésio-silício (6000 Series) ligas e alumínio-zinco-magnésio (7000 Series) ligas.
Construção naval de alumínio
Entre eles, as ligas da série alumínio-magnésio são as mais utilizadas em navios. O seguinte apresenta principalmente as ligas de alumínio deformadas para navios.
As ligas de alumínio para navios podem ser divididas em ligas de alumínio para estruturas de casco e ligas de alumínio para equipamentos de acordo com seus usos.. As ligas de alumínio usadas para estruturas de navios são principalmente 5083 Liga, 5086 Liga e 5456 Liga.
Desde 6000 ligas em série sofrerão corrosão intergranular na água do mar, eles são usados principalmente na superestrutura de navios. Equipar ligas de alumínio são usadas principalmente em perfis extrudados.
A força e o desempenho do processo de 7000 liga em série após tratamento térmico é ainda melhor do que a de 5000 liga de série. Tem amplas perspectivas de aplicação na fabricação de navios. É usado principalmente em superestruturas de navios, como estruturas extrudadas, placas de armadura, etc. No entanto, a desvantagem de 7000 liga é que ela é resistente A resistência à corrosão sob tensão é baixa, o que limita a faixa de utilização desta série de ligas.
| Categoria | Liga | Temperamento | Composição química (Padrão HE) | Características | Aplicativo |
| Para casco | 5052 | O H14 H34 |
al：Permaneça 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 |
Força média, boa resistência à corrosão e conformabilidade, alta resistência à fadiga | Superestrutura, componentes auxiliares, casco de barco |
| 5083 | O H32 |
al：Permanecer E：≤0,40 Cu：≤0,10 mg：4.0~4,9Zn：≤0,25 Mn：0.40~1,0 Ti：≤0,15 Cr：0.05~0,25 Fe：0~0,400 |
Liga de alumínio típica para soldagem, com a maior resistência entre as ligas não tratáveis termicamente, boa soldabilidade, resistência à corrosão e desempenho em baixas temperaturas | Estrutura principal do casco | |
| 5086 | H32 H34 |
al：Permanecer E：≤0,40 Cu：≤0,10 mg：3.5~4,5Zn：≤0,25 Mn：0.20~0,7 Ti：≤0,15 Cr：0.05~0,25 Fe：0~0,500 |
A soldabilidade e a resistência à corrosão são as mesmas que 5083, a força é um pouco menor, e a extrusabilidade é melhorada. | Estrutura principal do casco (perfis extrudados de paredes finas e de grande largura) | |
| 5454 | H32 H34 |
al：Permanecer E：≤0,25 Cu：≤0,10 mg：2.4~3,0Zn：≤0,25 Mn：0.50~1,0 Ti：≤0,20 Cr：0.05~0,20 Fe：0.000~0,400 |
22% maior resistência do que 5052, boa resistência à corrosão e soldabilidade, conformabilidade média | Estruturas do casco, vasos de pressão, oleodutos, etc. | |
| 5456 | O H321 |
al：Permanecer E：≤0,50 Cu：3.8~4,9 mg：1.2~1,8 Zn：≤0,30 Mn：0.30~0,9Ti：≤0,15 Em：≤0,10 Fe：0.00~0,50 Quer + Tem：0.000~0,500 |
Igual a 5083, mas com resistência ligeiramente superior e suscetível à corrosão sob tensão | casco e convés | |
| 6061 | T4 T6 |
Cu：0.15~0,4 milhões：0.15 mg：0.8~1,2Zn：0.25 Cr：0.04~0,35Ti：0.15 E：0.4~0,8 Fe：0.7 al：Permanecer |
Liga de alumínio resistente à corrosão que pode ser reforçada por tratamento térmico. Tem alta resistência, mas baixa resistência à solda. É utilizado principalmente em estruturas parafusadas e rebitadas que não estão em contato com a água do mar.. | Superestrutura, estrutura de antepara, quadro, etc. | |
| Para equipar | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
al ：Permaneça Si：≤0,25 Fé：0.40 Cu ：≤0,50 Mn：≤0,50 mg：≤0,50 Zn：≤0,15Ti ：≤0,03 |
Baixa resistência, boa processabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão, tratamento de alta superfície | decoração de interior |
| 3003 | H112 O H12 |
al ：Permaneça Si：≤0,60 Fé：≤0,70 Cu ：≤0,50 Mn：1.0~1,5Zn：≤0,10 |
10% maior resistência do que 1100, boa formabilidade, soldabilidade, e resistência à corrosão | Interior, telhado e painéis laterais de tanques de GLP |
Dimensões de placas de alumínio para navios
A espessura da placa é determinada pela estrutura do casco, especificações do navio e local de uso. Da perspectiva de tornar o casco mais leve, placas finas são geralmente usadas tanto quanto possível, mas a profundidade da corrosão da placa durante o uso também deve ser considerada. As placas comumente usadas são de 1,6 mm. Placas finas acima e placas grossas abaixo de 30mm.
Para reduzir a soldagem, 2.0m placas de alumínio de largura são frequentemente usadas. Navios grandes usam placas de alumínio com 2,5 m de largura. O comprimento é geralmente 6m. Algumas placas com especificações especiais também são utilizadas conforme contratos do estaleiro.
Placa de alumínio extra larga para construção naval
Para melhorar o efeito antiderrapante, o deck geralmente adota placa padrão.
Exemplos de usos para ligas de alumínio naval
| Usar | Liga | Tipos de produtos |
| Lado do navio, casca inferior | 5083,5086,5456,5052 | Placa, perfil |
| Quilha | 5083 | Placa |
| Caixa torácica | 5083 | Placa, perfil |
| Costelas, próxima porta | 5083,6061 | Placa |
| Pedestal do motor | 5083 | Placa |
| Área coberta | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Placa, perfil |
| Casa do leme | 5083,6N01，5052 | Placa, perfil |
| Baluarte | 5083 | Placa, perfil |
| Chaminé | 5083,5052 | Placa |
| Painéis superiores e laterais do contêiner | 3003,3004,5052 | Placa |
| Escotilha | 5052,5083,6063，AC7A | Perfis, peças fundidas |
| Corredor | 5052,5083,6063,6061 | Perfil |
| Mastro | 5052,5083,6063,6061 | tubo, haste, perfil |
| Materiais estruturais para contêineres de navios offshore | 6063,6061,7003 | Perfil |
| Motores e outros componentes marítimos | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Fundição |
Os temperamentos das ligas de alumínio marinho
O estado da liga de alumínio indica o método de processamento, estrutura interna e propriedades mecânicas do material. Geralmente, empresas de engenharia usam materiais em diferentes estados de acordo com diferentes usos. 5000 ligas em série usadas para estruturas de casco adotam estados O e H, e 6000 ligas em série adotam o estado T. Os detalhes do estado H de 5000 ligas da série e os códigos de estado das ligas da série 6000 e ligas fundidas da série AC listados nos padrões JIS do Japão são mostrados na tabela abaixo.
Ligas de alumínio marítimo
Temperamento e processo de 5000 série em alumínio para estrutura de casco
| Temperamento | Tecnologia de processamento |
| H111 | Depois de recozimento, trabalho a frio (enrolar ou endireitar) |
| H112 | Estado extrudado ou estado original após laminação a quente, mas existem requisitos para as propriedades mecânicas do material, e experimentos de propriedades mecânicas são necessários. |
| H116 | Trabalho a frio e recozimento em baixa temperatura para melhorar a resistência do material à corrosão fragmentada. |
| H14 | A resistência à tração está entre o estado O e o estado H18 (1/2 estado difícil) |
| H311 | H31 plus pequeno status de trabalho a frio |
| H32 | A resistência à tração está entre o estado O e o estado H34 (o tratamento de estabilização é realizado após trabalho a frio. 1/4 estado difícil) |
| H321 | H32 mais pequeno status de trabalho a frio |
| H323 | O estado de processamento especial melhora a resistência à corrosão sob tensão do H32 (1/4 estado difícil) |
| H34 | A resistência à tração está entre o estado O e o estado H38 (o tratamento de estabilização é realizado após trabalho a frio. 1/2 estado difícil) |
| H343 | O estado de processamento especial melhora a resistência à corrosão sob tensão do H34 (1/2 estado difícil) |
Temperamento e processo de 6000 série em alumínio para estrutura de casco
| Temperamento | Tecnologia de processamento |
| T1 | Após processamento térmico e resfriamento em alta temperatura, o estado de envelhecimento natural é adequado para materiais extrudados a quente que não passam por processamento a frio, ou alisamento e outros produtos de processamento a frio que têm pouco impacto em suas propriedades mecânicas calibradas. |
| T4 | Após tratamento com solução, estado natural de envelhecimento. É adequado para produtos que não passam por processamento a frio após tratamento em solução, ou produtos onde o endireitamento a frio tem pouco impacto nas propriedades mecânicas calibradas. |
| T5 | Após processamento a quente em alta temperatura, o estado de envelhecimento artificial é adequado para produtos que não passam por processamento a frio após formação em alta temperatura. Ou produtos cujo endireitamento e trabalho a frio têm pouco impacto nas suas propriedades mecânicas calibradas. |
| T6 | Após tratamento com solução, estado de falha artificial. É adequado para produtos que não sofrem trabalho a frio após tratamento em solução, ou que tenham pouco impacto em suas propriedades mecânicas calibradas devido a endireitamentos e outras operações. |
| T61 | Tratamento em água quente Tratamento T6, adequado para fundições. |
Mais conhecimentos sobre liga de alumínio para navios, visite: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
