Prinzipien der Materialauswahl und Vorteile von Aluminiumlegierungen für Schiffe

Prinzipien der Materialauswahl und Vorteile von Aluminiumlegierungen für Schiffe

Hohe spezifische Festigkeit und spezifisches Modul

Die Streckgrenze und der Elastizitätsmodul von Werkstoffen sind die grundlegendsten Parameter zur Berechnung der Festigkeit von Schiffsstrukturen und zur Bestimmung der Strukturabmessungen. Da der Elastizitätsmodul und die Dichte verschiedener Aluminiumlegierungen ungefähr gleich sind, und die Zugabe einer kleinen Menge an Legierungselementen oder eine Änderung des Wärmebehandlungszustands hat kaum Auswirkungen darauf, Eine Erhöhung der Streckgrenze innerhalb eines bestimmten Bereichs trägt zur Gewichtsreduzierung von Schiffsstrukturen bei. Allgemein, Die Dichte von Aluminiumlegierungen beträgt etwa 2,7 bis 2,8/cm3, und der Elastizitätsmodul beträgt etwa 70 bis 73 GPa. Jedoch, Bei hochfesten Aluminiumlegierungen ist es in der Regel schwierig, gleichzeitig eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit aufzuweisen. Deswegen, Aluminiumlegierungen für Schiffe werden im Allgemeinen aus Aluminiumlegierungen mit mittlerer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit ausgewählt. Außerdem, Aluminiumgusslegierungen finden auch bestimmte Anwendungen im Schiffsbereich.

Prinzipien und Vorteile der Materialauswahl von Aluminiumlegierungen für Schiffe

Hervorragende Schweißleistung

Für Schiffe, Die Schweißverbindung hat gegenüber der Nietverbindung offensichtliche Vorteile. Deswegen, Die Schweißverbindungsmethode ist im Schiffbau weit verbreitet, Im Grunde ersetzt es die Nietstruktur. Gegenwärtig, Das automatische Argon-Lichtbogenschweißverfahren wird hauptsächlich im Aluminiumschiffbau eingesetzt. Die gute Schweißbarkeit von Aluminiumlegierungen bedeutet, dass die Tendenz zur Rissbildung beim Schweißen von Aluminiumlegierungen gering ist, das ist, Aluminiumlegierung weist eine gute Schweißrissbeständigkeit auf, und die Leistung von Schweißverbindungen ändert sich nach dem Schweißen nicht wesentlich. Denn der Leistungsverlust durch das Schweißen kann durch eine erneute Wärmebehandlung unter Schiffbaubedingungen nicht wiederhergestellt werden, Dies ist eine der wichtigen Eigenschaften von Marine-Aluminiumlegierungen, die sich von anderen strukturellen Aluminiumlegierungen unterscheidet. Die Festigkeit von AL-Zn-Mg- und AL-Mg-Si-Legierungen wird nach dem Schweißen deutlich reduziert, und auch die Korrosionsbeständigkeit von AL-Zn-Mg-Legierungen ist nach dem Schweißen schlecht. Deswegen, Diese beiden Legierungen unterliegen bei der Verwendung als Schweißwerkstoffe für Schiffe bestimmten Einschränkungen. AL-Mg-Legierungen haben diesen Nachteil nicht. AL-Zn-Mg-Legierungen werden hauptsächlich für Bauteile verwendet, die nach dem Schweißen wärmebehandelt werden können (wie zum Beispiel Torpedogranaten), Als Profile kommen überwiegend AL-Mg-Si-Legierungen zum Einsatz.

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit

Schiffskonstruktionen werden hauptsächlich in rauen Meerwassermedien und Meeresumgebungen eingesetzt, Daher ist die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen einer der Hauptindikatoren dafür, ob sie als Schiffsaluminiumlegierungen verwendet werden können. Allgemein, Es ist erforderlich, dass die marine Aluminiumlegierungsmatrix und die Schweißverbindungen nicht zur Spannungskorrosion neigen, Peeling-Korrosion und interkristalline Korrosion in Meerwasser und Meeresumgebungen; Kontaktkorrosion, Spaltkorrosion und marine biologische Bindungskorrosion sollten so weit wie möglich vermieden werden; und kleine gleichmäßige Korrosion und Lochfraß sind zulässig.

Gute Kalt- und Warmumformleistung

Während des Bauprozesses, Schiffe müssen einer Kaltverarbeitung unterzogen werden (wie zum Beispiel Falten, Eisstockschießen, Rollenbiegen, Stempeln, usw.) und Heißverarbeitung (wie Warmbiegen, pyrotechnische Korrektur, usw.). Deswegen, Aluminiumlegierungen für den Schiffsbau müssen einfach zu verarbeiten und zu formen sein, ohne Mängel wie Risse bei der Verarbeitung, und erfüllen nach der Verarbeitung immer noch die Leistungsanforderungen an Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Vorteile der Aluminiumlegierung bei Schiffsanwendungen

Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch ein niedriges spezifisches Gewicht und einen niedrigen Elastizitätsmodul aus, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit, einfache Verarbeitung, nicht magnetisch und gute Leistung bei niedrigen Temperaturen. Beim Einsatz auf Schiffen bietet es folgende Vorteile:

• (1) Aufgrund seines geringen spezifischen Gewichts, es kann das Gewicht des Schiffes reduzieren, die Leistung des Motors verringern, und die Geschwindigkeit erhöhen; Es kann den Kraftstoffverbrauch senken und Kraftstoff sparen; Es kann das Längen-Breiten-Verhältnis des Schiffes verbessern, Stabilität erhöhen, und erleichtern die Bedienung des Schiffes; Es kann auch die Ladekapazität erhöhen und zusätzliche Gewinne erzielen.
• (2) Aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit, Es kann Wartungskosten wie Ölen reduzieren und die Lebensdauer verlängern (normalerweise mehr als 20 Jahre).
• (3) Es verfügt über eine gute Verarbeitungs- und Umformleistung und lässt sich problemlos in verschiedenen Verarbeitungsformen wie Schneiden durchführen, Stempeln, Kaltbiegen, Formen und Schneiden, was zur Straffung des Rumpfes geeignet ist; Es kann große, breite und dünnwandige Profile extrudieren, Reduzieren Sie die Anzahl der Schweißnähte und machen Sie die Rumpfstruktur rationeller und leichter.
• (4) Es hat eine gute Schweißleistung und lässt sich leichter schweißen.
• (5) Es hat einen kleinen Elastizitätsmodul, eine große Fähigkeit, Stoßbelastungen zu absorbieren, und mehr Sicherheit.
• (6) Aluminiumabfälle lassen sich leicht recyceln und können wiederverwendet werden.
• (7) Es ist bei niedrigen Temperaturen nicht spröde und eignet sich am besten für Tieftemperaturgeräte.
• (8) Da es nicht magnetisch ist, Der Kompass ist davon nicht betroffen; Vollaluminiumschiffe können Minenangriffen ausweichen und eignen sich für Minensuchboote.
• (9) Es ist frei von Insektenschädlingen und Trockenverformung; es brennt nicht und ist im Brandfall sicherer.

Mehr Wissen über Marine-Aluminiumplatten: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html