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Principes de sélection des matériaux et avantages des alliages d'aluminium pour les navires

Résistance spécifique élevée et module spécifique

La limite d'élasticité et le module élastique des matériaux sont les paramètres les plus fondamentaux pour calculer la résistance des structures des navires et déterminer les dimensions structurelles.. Étant donné que le module élastique et la densité des différents alliages d'aluminium sont à peu près les mêmes, et l'ajout d'une petite quantité d'éléments d'alliage ou la modification de l'état du traitement thermique a peu d'effet sur eux, l'augmentation de la limite d'élasticité dans une certaine plage est bénéfique pour réduire le poids des structures des navires. Généralement, la densité des alliages d'aluminium est d'environ 2,7 ~ 2,8/cm3, et le module élastique est d'environ 70 ~ 73 GPa. Cependant, il est généralement difficile pour les alliages d'aluminium à haute résistance d'avoir en même temps une excellente résistance à la corrosion et une excellente soudabilité. Par conséquent, les alliages d'aluminium pour navires sont généralement sélectionnés parmi les alliages d'aluminium ayant une résistance moyenne, une résistance à la corrosion et une soudabilité. en outre, les alliages d'aluminium moulé ont également certaines applications dans le domaine des navires.

Material selection principles and advantages of aluminum alloys for ships

Principes de sélection des matériaux et avantages des alliages d'aluminium pour les navires

Excellentes performances de soudage

Pour les navires, la connexion par soudage présente des avantages évidents par rapport à la connexion par rivetage. Par conséquent, la méthode de connexion par soudage a été largement utilisée dans la construction navale, remplaçant essentiellement la structure de rivetage. Actuellement, La méthode automatique de soudage à l'arc sous argon est principalement utilisée dans la construction de navires en aluminium.. La bonne soudabilité de l'alliage d'aluminium signifie que la tendance aux fissures formées lors du soudage de l'alliage d'aluminium est faible, c'est, l'alliage d'aluminium a une bonne résistance aux fissures de soudage, et les performances des joints soudés ne changent pas beaucoup après le soudage. Parce que les performances perdues dues au soudage ne peuvent pas être restaurées par un traitement thermique dans les conditions de la construction navale., c'est l'une des caractéristiques importantes des alliages d'aluminium marins qui diffère des autres alliages d'aluminium structurels. La résistance des alliages AL-Zn-Mg et AL-Mg-Si est considérablement réduite après soudage, et la résistance à la corrosion des alliages AL-Zn-Mg est également mauvaise après soudage. Par conséquent, ces deux alliages sont soumis à certaines restrictions lorsqu'ils sont utilisés comme matériaux de soudage pour les navires. Les alliages AL-Mg ne présentent pas cet inconvénient. Les alliages AL-Zn-Mg sont principalement utilisés pour les composants pouvant être traités thermiquement après soudage (comme les obus torpilles), et les alliages AL-Mg-Si sont principalement utilisés comme profilés.

Excellente résistance à la corrosion

Les structures des navires sont principalement utilisées dans les eaux de mer et les environnements marins difficiles., Ainsi, la résistance des alliages d'aluminium à la corrosion est l'un des principaux indicateurs qui déterminent s'ils peuvent être utilisés comme alliages d'aluminium marins.. Généralement, il est nécessaire que la matrice en alliage d'aluminium marin et les joints soudés n'aient aucune tendance à la corrosion sous contrainte, corrosion exfoliante et corrosion intergranulaire en eau de mer et environnements marins; corrosion des contacts, la corrosion caverneuse et la corrosion des attaches biologiques marines doivent être évitées autant que possible; et une petite corrosion uniforme et une corrosion par piqûre sont autorisées.

Bonnes performances de formage à froid et à chaud

Pendant le processus de construction, les navires doivent subir un traitement à froid (comme le pliage, curling, cintrage par rouleaux, estampillage, etc.) et traitement à chaud (comme le pliage à chaud, correction pyrotechnique, etc.). Par conséquent, les alliages d'aluminium marins doivent être faciles à traiter et à former, sans défauts tels que fissures lors du traitement, tout en répondant aux exigences de performance en matière de résistance et de résistance à la corrosion après traitement.

Avantages de l'alliage d'aluminium dans les applications navales

L'alliage d'aluminium présente les caractéristiques d'une faible densité spécifique et d'un faible module élastique, résistance à la corrosion, soudabilité, traitement facile, non magnétique et bonnes performances à basse température. Il présente les avantages suivants lorsqu'il est utilisé dans les navires:

(1) En raison de sa faible densité, cela peut réduire le poids du navire, réduire la capacité du moteur, et augmenter la vitesse; il peut réduire la consommation de carburant et économiser du carburant; cela peut améliorer le rapport longueur/largeur du navire, augmenter la stabilité, et rendre le navire plus facile à exploiter; cela peut également augmenter la capacité de charge et obtenir des bénéfices supplémentaires.
(2) Grâce à sa bonne résistance à la corrosion, il peut réduire les coûts de maintenance tels que le huilage et prolonger la durée de vie (généralement plus que 20 années).
(3) Il a de bonnes performances de traitement et de formage et est facile à réaliser diverses formes de traitement telles que la découpe, estampillage, Cintrage à froid, formage et découpe, qui convient à la rationalisation de la coque; il peut extruder de grands profilés larges et à parois fines, réduire le nombre de soudures et rendre la structure de la coque plus rationnelle et plus légère.
(4) Il a de bonnes performances de soudage et peut être soudé plus facilement.
(5) Il a un petit module élastique, une grande capacité à absorber les contraintes d'impact, et une plus grande sécurité.
(6) Les déchets d'aluminium sont faciles à recycler et peuvent être réutilisés.
(7) Il n'est pas fragile à basse température et convient particulièrement aux équipements à basse température..
(8) Puisqu'il n'est pas magnétique, la boussole n'est pas affectée; les navires entièrement en aluminium peuvent éviter les attaques de mines et conviennent aux dragueurs de mines.
(9) Il est exempt d'insectes nuisibles et de déformation sèche; il ne brûle pas et est plus sûr en cas d'incendie.

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