Principy výběru materiálu a výhody hliníkových slitin pro lodě

Principy výběru materiálu a výhody hliníkových slitin pro lodě

Vysoká měrná pevnost a měrný modul

Mez kluzu a modul pružnosti materiálů jsou nejzákladnější parametry pro výpočet pevnosti lodních konstrukcí a stanovení konstrukčních rozměrů. Protože modul pružnosti a hustota různých hliníkových slitin jsou zhruba stejné, a přidání malého množství legujících prvků nebo změna stavu tepelného zpracování na ně má malý vliv, zvýšení meze kluzu v určitém rozmezí je výhodné pro snížení hmotnosti lodních konstrukcí. Obvykle, hustota hliníkových slitin je asi 2,7~2,8/cm3, a modul pružnosti je asi 70~73 GPa. nicméně, pro vysokopevnostní hliníkové slitiny je obvykle obtížné mít současně vynikající odolnost proti korozi a svařitelnost. Proto, hliníkové slitiny pro lodě se obecně vybírají ze slitin hliníku se střední pevností a odolností proti korozi a svařitelností. Navíc, lité hliníkové slitiny mají také určité uplatnění v oblasti lodí.

Zásady výběru materiálu a výhody hliníkových slitin pro lodě

Vynikající svařovací výkon

Pro lodě, svařovací spoj má zjevné výhody oproti spojování nýtováním. Proto, metoda svařování byla široce používána ve stavbě lodí, v podstatě nahrazuje nýtovací konstrukci. V současnosti, automatická metoda svařování argonovým obloukem se používá hlavně při stavbě hliníkových lodí. Dobrá svařitelnost hliníkové slitiny znamená, že sklon k tvorbě trhlin při svařování hliníkové slitiny je malý, to je, hliníková slitina má dobrou odolnost proti prasklinám při svařování, a výkon svarových spojů se po svařování příliš nemění. Protože výkon ztracený v důsledku svařování nelze obnovit opětovným tepelným zpracováním za podmínek stavby lodí, to je jedna z důležitých charakteristik lodních hliníkových slitin, která se liší od ostatních konstrukčních hliníkových slitin. Pevnost slitin AL-Zn-Mg a AL-Mg-Si je po svařování výrazně snížena, a korozní odolnost slitin AL-Zn-Mg je po svařování také špatná. Proto, tyto dvě slitiny podléhají určitým omezením při použití jako materiály pro svařování lodí. Slitiny AL-Mg tuto nevýhodu nemají. Slitiny AL-Zn-Mg se používají především pro součásti, které lze po svařování tepelně zpracovat (jako jsou torpédové granáty), Jako profily se používají především slitiny AL-Mg-Si.

Vynikající odolnost proti korozi

Lodní konstrukce se většinou používají v drsném prostředí mořské vody a mořském prostředí, takže to, zda jsou hliníkové slitiny odolné vůči korozi, je jedním z hlavních ukazatelů, které určují, zda mohou být použity jako námořní hliníkové slitiny. Obvykle, požaduje se, aby matrice z námořní hliníkové slitiny a svarové spoje neměly tendenci ke korozi pod napětím, exfoliační koroze a mezikrystalová koroze v mořské vodě a mořském prostředí; kontaktní koroze, štěrbinové korozi a mořské biologické korozi je třeba se co nejvíce vyhnout; a malá rovnoměrná koroze a důlková koroze jsou povoleny.

Dobrý výkon při tváření za studena i za tepla

Během stavebního procesu, lodě musí projít studeným zpracováním (jako je skládání, curling, ohýbání válců, lisování, atd.) a zpracování za tepla (jako je ohýbání za tepla, pyrotechnická korekce, atd.). Proto, námořní hliníkové slitiny musí být snadno zpracovatelné a tvarovatelné, bez vad, jako jsou praskliny při zpracování, a stále splňují výkonnostní požadavky na pevnost a odolnost proti korozi po zpracování.

Výhody hliníkové slitiny v lodních aplikacích

Hliníková slitina má vlastnosti nízké měrné hmotnosti a modulu pružnosti, odolnost proti korozi, svařitelnost, snadné zpracování, nemagnetický a dobrý výkon při nízkých teplotách. Při použití na lodích má následující výhody:

• (1) Díky své nízké specifické hmotnosti, může snížit hmotnost lodi, snížit kapacitu motoru, a zvýšit rychlost; může snížit spotřebu paliva a ušetřit palivo; může zlepšit poměr délky k šířce lodi, zvýšit stabilitu, a usnadnit ovládání lodi; it can also increase the load capacity and obtain additional profits.
• (2) Due to its good corrosion resistance, it can reduce maintenance costs such as oiling and extend the service life (usually more than 20 let).
• (3) It has good processing and forming performance and is easy to perform various forms of processing such as cutting, lisování, ohýbání za studena, forming and cutting, which is suitable for the streamlining of the hull; it can extrude large wide and thin-walled profiles, reduce the number of welds and make the hull structure more rational and lightweight.
• (4) It has good welding performance and can be welded more easily.
• (5) It has a small elastic modulus, a large ability to absorb impact stress, and greater safety.
• (6) Aluminum waste is easy to recycle and can be reused.
• (7) Při nízkých teplotách nekřehne a je nejvhodnější pro nízkoteplotní zařízení.
• (8) Protože je nemagnetický, kompas není ovlivněn; celohliníkové lodě se mohou vyhnout minovým útokům a jsou vhodné pro minolovky.
• (9) Je bez hmyzích škůdců a suché deformace; nehoří a je bezpečnější v případě požáru.

Více znalostí o námořních hliníkových deskách: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html