Hliníková zliatina pre lode
115,926 Zobrazenia 2024-04-25 08:21:20
Hliníková zliatina pre lode
Zliatiny hliníka sa v lodiarskom priemysle používajú už takmer sto rokov. S rýchlym rozvojom domáceho a zahraničného lodiarskeho priemyslu, čoraz väčšia pozornosť sa venuje nízkej hmotnosti lodí. Kvôli nízkej hustote, vysoká pevnosť, vysoká tuhosť a odolnosť hliníka voči korózii, dizajn lode Lode postavené z hliníka sú 15-20% ľahšie ako lode postavené z ocele alebo iných kompozitných materiálov. Vysoká húževnatosť, odolnosť proti korózii a zvárateľnosť hliníkových zliatin poskytujú dobrú voľbu pre stavbu lodí s prísnymi požiadavkami na hmotnosť. Pretože náklady na spracovanie hliníka sú nižšie, je ekonomickejšie použiť hliník na stavbu lodí.
Hliníková zliatina pre lode
Ako platne je možné použiť zliatiny hliníka, extrudované a odlievané. V spojení s vynikajúcimi fyzikálnymi vlastnosťami hliníkových zliatin, je veľmi ekonomické vyrábať lode z hliníkových zliatin.
Z pohľadu konštruktérov lodí, lode vyrobené z hliníkových zliatin môžu dosahovať vyššiu rýchlosť a dlhšiu životnosť. Tieto výhody hliníkových zliatin viedli k rýchlemu rozvoju aplikácie hliníkových zliatin. V lodiarskom priemysle dominujú hliníkové materiály. Poskytuje široký aplikačný trh.
Zliatiny hliníka používané na lodiach možno rozdeliť na deformované hliníkové zliatiny a zliatiny hliníka na liate
Použitie deformovaných hliníkových zliatin pri stavbe lodí v rôznych krajinách siaha od nadstavieb veľkých povrchových lodí, konštrukcia tisícov ton celohliníkových oceánskych výskumných plavidiel, zaoceánske obchodné lode a osobné lode, na krídlové lode, vznášadlá, osobné trajekty, osobné katamarány, doprava Deformované hliníkové zliatiny sa široko používajú na rôznych vysokorýchlostných osobných lodiach a vojenských motorových člnoch, ako sú člny a pristávacie plavidlá. Zliatina hliníka sa používa hlavne na komponenty, ako sú čerpadlá, piesty, vybavenie dielov, a dážď mín.
Princípy výberu materiálu a výhody hliníkovej zliatiny pre lode
Vyšší pomer pevnosti a špecifický modul
Medza klzu a modul pružnosti materiálov sú najzákladnejšie parametre pre výpočet pevnosti lodných konštrukcií a určenie veľkosti konštrukcie. Pretože modul pružnosti a hustota rôznych hliníkových zliatin sú približne rovnaké, pridanie malého množstva legujúcich prvkov alebo zmena stavu tepelného spracovania na ne má malý vplyv, takže zvýšenie medze klzu v určitom rozsahu je prospešné pre zníženie hmotnosti konštrukcie lode.
5083 hliník na kostru lodí
Vo všeobecnosti, hustota hliníkovej zliatiny je asi 2,7 ~ 2,8 / cm3, a modul pružnosti je asi 70~73 GPa. Avšak, pre hliníkové zliatiny s vysokou pevnosťou je zvyčajne ťažké mať súčasne vynikajúcu odolnosť proti korózii a zvárateľnosť. Preto, zliatiny hliníka so strednou pevnosťou a odolnosťou proti korózii, ktoré je možné zvárať, sa vo všeobecnosti vyberajú pre lodné hliníkové zliatiny. Okrem toho, liate hliníkové zliatiny majú tiež určité uplatnenie v oblasti stavby lodí. aplikácie.
Vynikajúci zvárací výkon
Pre lode, Zváracie spoje majú oproti nitovacím spojom zjavné výhody, takže metódy zvárania boli široko používané pri stavbe lodí, v podstate nahrádzajú nitované konštrukcie.
V súčasnosti, automatické metódy zvárania argónovým oblúkom sa používajú hlavne pri konštrukcii hliníkových lodí. Dobrá zvárateľnosť hliníkových zliatin znamená, že sklon hliníkových zliatin k tvorbe trhlín pri zváraní je menší, to jest, hliníkové zliatiny majú dobrú odolnosť proti prasklinám pri zváraní, a výkon zvarových spojov sa po zváraní príliš nemení. Pretože vlastnosti stratené v dôsledku zvárania nemožno obnoviť tepelným spracovaním v podmienkach stavby lodí, toto je jedna z dôležitých vlastností, ktorá odlišuje hliníkovú zliatinu pre lode od iných konštrukčných hliníkových zliatin.
Pevnosť po zváraní AL-Zn-Mg (7000 séria) a AL-Mg-Si (6000 sériových hliníkových zliatin) je výrazne znížená, a odolnosť proti korózii po zváraní zliatin série AL-Zn-Mg je tiež nízka. Preto, tieto dve sériové zliatiny sa používajú ako Pri zváraní námorných materiálov existujú určité obmedzenia. AL-Mg (5000 séria) zliatiny túto nevýhodu nemajú.
Zliatiny radu AL-Zn-Mg sa používajú najmä na súčiastky, ktoré je možné po zváraní tepelne spracovať (ako sú torpédové granáty), a zliatiny radu AL-Mg-Si sa používajú hlavne ako profily.
Vynikajúca odolnosť proti korózii
Lodné konštrukcie sa väčšinou používajú v drsných prostrediach s morskou vodou a morskom prostredí. Preto, to, či sú hliníkové zliatiny odolné voči korózii, je jedným z hlavných ukazovateľov, ktoré určujú, či môžu byť použité ako námorné hliníkové zliatiny.
Hliníková zliatina pre lode
Vo všeobecnosti sa vyžaduje, aby podklady z morskej hliníkovej zliatiny a zvárané spoje nemali koróziu pod napätím, odlupovacia korózia a tendencia medzikryštalickej korózie v morskom a morskom prostredí; kontaktná korózia, štrbinovej korózii a morskej adhéznej korózii by sa malo čo najviac zabrániť; malá rovnomerná korózia a škvrny sú povolené. korózia.
Dobré vlastnosti na tvárnenie za studena a za tepla
Počas stavebného procesu, lode musia prejsť spracovaním za studena (ako je lemovanie, curling, ohýbanie valcovaním, razenie, atď.) a spracovanie za tepla (ako je ohýbanie za tepla, požiarna korekcia, atď.). Preto, lodné hliníkové zliatiny musia byť ľahko spracovateľné a tvarovateľné, aby počas spracovania nevznikli chyby, ako sú praskliny, a stále spĺňať požiadavky na výkon, ako je pevnosť a odolnosť proti korózii po spracovaní.
Výhody hliníkových zliatin v námorných aplikáciách
Hliníková zliatina má vlastnosti malej špecifickej hmotnosti a modulu pružnosti, odolnosť proti korózii, zvárateľnosť, ľahké spracovanie, nemagnetický a dobrý výkon pri nízkych teplotách. Pri použití na lodiach má nasledujúce výhody:
- (1) Vďaka svojej malej špecifickej hmotnosti, môže znížiť hmotnosť lode, znížiť kapacitu jedného motora, a zvýšiť rýchlosť; môže znížiť spotrebu paliva a ušetriť palivo; môže zlepšiť pomer strán lode, zvýšiť stabilitu, a uľahčí manévrovanie s loďou; Môžete tiež zvýšiť nosnosť a získať ďalšie zisky.
- (2) Vďaka svojej dobrej odolnosti proti korózii, môže znížiť náklady na údržbu, ako je olejovanie, a predĺžiť jeho životnosť (zvyčajne viac ako 20 rokov).
- (3) Výkon spracovania a tvarovania je dobrý, a je ľahké vykonávať rôzne formy spracovania, ako je rezanie, razenie, ohýbanie za studena, tvarovanie a rezanie, atď., a je vhodný pre aerodynamický trup; môže vytláčať veľké široké tenkostenné profily, zníženie počtu zvarov a racionalizácia a odľahčenie konštrukcie trupu.
- (4) Zvárací výkon je dobrý a dá sa ľahko zvárať.
- (5) Modul pružnosti je malý, schopnosť absorbovať nárazové napätie je veľká, a má väčšiu bezpečnosť.
- (6) Hliníkový šrot sa ľahko obnovuje a je možné ho recyklovať.
- (7) Žiadna krehkosť pri nízkych teplotách, najvhodnejšie pre nízkoteplotné zariadenia.
- (8) Pretože je nemagnetický, kompas nebude ovplyvnený; celohliníková loď sa dokáže vyhnúť mínovým útokom a je vhodná na použitie ako minolovka.
- (9) Nedochádza k poškodeniu hmyzom ani k deformácii spôsobenej sušením; nehorí a je bezpečnejší v prípade požiaru.
Typy, vlastnosti a použitie námorných hliníkových zliatin
Hliníková zliatina pre lode (Námorné hliníkové zliatiny) možno rozdeliť na deformované hliníkové zliatiny a liate hliníkové zliatiny podľa rôznych výrobných procesov. Pretože námorné hliníkové zliatiny majú špeciálne požiadavky na pevnosť, odolnosť proti korózii, zvárateľnosť, atď., hliník-horčík (5000 séria) zliatin, hliník-horčík-kremík (6000 séria) zliatiny a hliník-zinok-horčík (7000 séria) zliatin.
Stavba hliníkovej lode
Medzi nimi, Na lodiach sa najčastejšie používajú zliatiny hliníka a horčíka. Nasleduje hlavne predstavenie deformovaných hliníkových zliatin pre lode.
Hliníkové zliatiny pre lode možno rozdeliť na hliníkové zliatiny pre konštrukcie trupu a hliníkové zliatiny na vybavenie podľa ich použitia. Hliníkové zliatiny používané na konštrukcie plášťov lodí sú hlavne 5083 zliatina, 5086 zliatina a 5456 zliatina.
Od r 6000 sériové zliatiny budú podliehať medzikryštalickej korózii v morskej vode, používajú sa najmä v nadstavbách lodí. Vybavenie hliníkových zliatin sa používa hlavne v extrudovaných profiloch.
Sila a výkonnosť procesu 7000 sériová zliatina po tepelnom spracovaní je ešte lepšia ako u 5000 sériová zliatina. Má široké uplatnenie pri výrobe lodí. Používa sa najmä v lodných nadstavbách, ako sú extrudované štruktúry, pancierové pláty, atď. Avšak, nevýhodou 7000 zliatina je, že je odolná voči korózii pod napätím je slabá, čo obmedzuje rozsah použitia tohto radu zliatin.
| Kategória | Zliatina | Temper | Chemické zloženie (HE štandard) | Vlastnosti | Aplikácia |
| Pre trup | 5052 | O H14 H34 |
Al：Zostaň 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 |
Stredná pevnosť, dobrá odolnosť proti korózii a tvarovateľnosť, vysoká únavová pevnosť | Nadstavba, pomocné komponenty, trup lode |
| 5083 | O H32 |
Al：Zostať A：≤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 |
Typická hliníková zliatina na zváranie, s najvyššou pevnosťou spomedzi tepelne nespracovateľných zliatin, dobrá zvárateľnosť, odolnosť proti korózii a výkon pri nízkych teplotách | Hlavná konštrukcia trupu | |
| 5086 | H32 H34 |
Al：Zostať A：≤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 |
Zvárateľnosť a odolnosť proti korózii sú rovnaké ako 5083, pevnosť je o niečo nižšia, a zlepšuje sa extrudovateľnosť. | Hlavná konštrukcia trupu (tenkostenné a širokošírkové extrudované profily) | |
| 5454 | H32 H34 |
Al：Zostať A：≤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% vyššia pevnosť ako 5052, dobrá odolnosť proti korózii a zvárateľnosť, priemerná tvarovateľnosť | Konštrukcie trupu, tlakové nádoby, potrubia, atď. | |
| 5456 | O H321 |
Al：Zostať A：≤0,50 Cu：3.8～4.9 Mg：1.2～1,8 Zn：≤0,30 Mn：0.30～0,9 Ti：≤0,15 In：≤0,10 Fe：0.00～0,50 Chceš + mať：0.000～0,500 |
Podobne ako 5083, ale o niečo vyššiu pevnosť a náchylné na koróziu pod napätím | trup a paluba | |
| 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 A：0.4～0,8 Fe：0.7 Al：Zostať |
Hliníková zliatina odolná voči korózii, ktorú možno spevniť tepelným spracovaním. Má vysokú pevnosť, ale nízku pevnosť zvaru. Používa sa hlavne na skrutkované a nitované konštrukcie, ktoré nie sú v kontakte s morskou vodou. | Nadstavba, priedelová konštrukcia, rám, atď. | |
| Na vybavovanie | 1050 1200 |
H112 O H12 H24 |
Al ：Zostaň Si：≤0,25 Fe：0.40 Cu ：≤0,50 Mn：≤0,50 mg：≤0,50 Zn：≤ 0,15 Ti ：≤0,03 |
Nízka pevnosť, dobrá spracovateľnosť, zvárateľnosť a odolnosť proti korózii, vysoká povrchová úprava | výzdoba interiéru |
| 3003 | H112 O H12 |
Al ：Zostaň Si：≤0,60 Fe：≤0,70 Cu ：≤0,50 Mn：1.0~1,5 Zn：≤0,10 |
10% vyššia pevnosť ako 1100, dobrá tvarovateľnosť, zvárateľnosť, a odolnosť proti korózii | Interiér, strešné a bočné panely LPG nádrží |
Rozmery hliníkových dosiek pre lode
Hrúbka dosky je určená konštrukciou trupu, špecifikácie lode a miesto použitia. Z pohľadu odľahčenia trupu, tenké dosky sa vo všeobecnosti používajú čo najviac, ale treba zvážiť aj hĺbku korózie platne počas používania. Bežne používané dosky sú 1,6 mm. Tenké dosky nad a hrubé dosky pod 30 mm.
Aby sa znížilo zváranie, 2.0často sa používajú hliníkové dosky široké m. Veľké lode používajú hliníkové platne široké 2,5 m. Dĺžka je spravidla 6 m. Niektoré štítky so špeciálnymi špecifikáciami sa používajú aj podľa zmlúv s lodenicami.
Extra široká hliníková platňa na stavbu lodí
Aby sa zlepšil protišmykový efekt, paluba vo všeobecnosti používa vzorovú dosku.
Príklady použitia námorných hliníkových zliatin
| Použite | Zliatina | Typy produktov |
| Lodná strana, spodný plášť | 5083,5086,5456,5052 | Doska, profilu |
| Kýl | 5083 | Doska |
| Rebrová klietka | 5083 | Doska, profilu |
| Rebrá, vedľa | 5083,6061 | Doska |
| Podstavec motora | 5083 | Doska |
| Paluba | 5052,5083,5086,5456,5454,7039 | Doska, profilu |
| Kormidlovňa | 5083,6N01，5052 | Doska, profilu |
| Hradba | 5083 | Doska, profilu |
| Komín | 5083,5052 | Doska |
| Horné a bočné panely kontajnera | 3003,3004,5052 | Doska |
| Svetlík | 5052,5083,6063，AC7A | Profily, odliatky |
| Ulička | 5052,5083,6063,6061 | Profil |
| Stožiar | 5052,5083,6063,6061 | rúrka, tyč, profilu |
| Konštrukčné materiály pre kontajnery lodí na mori | 6063,6061,7003 | Profil |
| Motory a iné námorné komponenty | AC4A，AC4C，AC4CH，AC8A | Casting |
Teploty námorných hliníkových zliatin
Stav hliníkovej zliatiny udáva spôsob spracovania, vnútorná štruktúra a mechanické vlastnosti materiálu. Vo všeobecnosti, strojárske firmy používajú materiály v rôznych skupenstvách podľa rôzneho použitia. 5000 sériové zliatiny používané na konštrukcie trupu prijímajú stavy O a H, a 6000 sériové zliatiny prijímajú stav T. Podrobnosti o stave H 5000 zliatiny série a štátne kódy zliatin série 6000 a zliatin série AC uvedené v japonských normách JIS sú uvedené v tabuľke nižšie.
Námorné hliníkové zliatiny
Temperovanie a proces 5000 sériový hliník pre konštrukciu trupu
| Temper | Technológia spracovania |
| H111 | Po žíhaní, práce za studena (valcovanie alebo vyrovnávanie) |
| H112 | Extrudovaný stav alebo pôvodný stav po valcovaní za tepla, ale sú požiadavky na mechanické vlastnosti materiálu, a sú potrebné experimenty s mechanickými vlastnosťami. |
| H116 | Spracovanie za studena a žíhanie pri nízkej teplote na zlepšenie odolnosti materiálu voči odlupovacej korózii. |
| H14 | Pevnosť v ťahu je medzi stavom O a stavom H18 (1/2 tvrdý stav) |
| H311 | H31 plus malý prevádzkový stav za studena |
| H32 | Pevnosť v ťahu je medzi stavom O a stavom H34 (stabilizačná liečba sa vykonáva po práci za studena. 1/4 tvrdý stav) |
| H321 | H32 plus malý prevádzkový stav za studena |
| H323 | Špeciálny stav spracovania zlepšuje odolnosť H32 proti praskaniu koróziou pod napätím (1/4 tvrdý stav) |
| H34 | Pevnosť v ťahu je medzi stavom O a stavom H38 (stabilizačná liečba sa vykonáva po práci za studena. 1/2 tvrdý stav) |
| H343 | Špeciálny stav spracovania zlepšuje odolnosť H34 proti praskaniu koróziou pod napätím (1/2 tvrdý stav) |
Temperovanie a proces 6000 sériový hliník pre konštrukciu trupu
| Temper | Technológia spracovania |
| T1 | Po vysokoteplotnom tepelnom spracovaní a ochladení, prirodzený stav starnutia je vhodný pre materiály extrudované za tepla, ktoré nepodliehajú spracovaniu za studena, alebo výrobky na vyrovnávanie a iné spracovanie za studena, ktoré majú malý vplyv na ich kalibrované mechanické vlastnosti. |
| T4 | Po ošetrení roztokom, prirodzený stav starnutia. Je vhodný pre výrobky, ktoré po úprave roztokom neprechádzajú spracovaním za studena, alebo výrobky, kde má vyrovnávanie za studena malý vplyv na kalibrované mechanické vlastnosti. |
| T5 | Po vysokoteplotnom spracovaní za tepla, stav umelého starnutia je vhodný pre výrobky, ktoré po vysokoteplotnom tvarovaní neprechádzajú spracovaním za studena. Alebo výrobky, ktorých vyrovnávanie a spracovanie za studena má malý vplyv na ich kalibrované mechanické vlastnosti. |
| T6 | Po ošetrení roztokom, stav umelého zlyhania. Je vhodný pre výrobky, ktoré po úprave roztokom neprechádzajú opracovaním za studena, alebo ktoré majú malý vplyv na ich kalibrované mechanické vlastnosti v dôsledku vyrovnávania a iných operácií. |
| T61 | Ošetrenie v horúcej vode Ošetrenie T6, vhodné na odliatky. |
Viac informácií o hliníkovej zliatine pre lode nájdete na stránke: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html
