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.

Principy 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; může také zvýšit nosnost a získat další zisky.
• (2) Díky své dobré odolnosti proti korozi, může snížit náklady na údržbu, jako je mazání, a prodloužit životnost (obvykle více než 20 let).
• (3) Má dobrý výkon při zpracování a tvarování a lze snadno provádět různé formy zpracování, jako je řezání, lisování, ohýbání za studena, tváření a řezání, který je vhodný pro zefektivnění trupu; může vytlačovat velké široké a tenkostěnné profily, snížit počet svarů a učinit konstrukci trupu racionálnější a lehčí.
• (4) Má dobrý svařovací výkon a lze jej snadněji svařovat.
• (5) Má malý modul pružnosti, velká schopnost absorbovat nárazové napětí, a větší bezpečnost.
• (6) Hliníkový odpad lze snadno recyklovat a lze jej znovu použít.
• (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