Zasady doboru materiałów i zalety stopów aluminium na statki

Zasady doboru materiałów i zalety stopów aluminium na statki

Wysoka wytrzymałość właściwa i moduł właściwy

Granica plastyczności i moduł sprężystości materiałów są najbardziej podstawowymi parametrami służącymi do obliczania wytrzymałości konstrukcji okrętowych i określania wymiarów konstrukcyjnych. Ponieważ moduł sprężystości i gęstość różnych stopów aluminium są w przybliżeniu takie same, a dodanie niewielkiej ilości pierwiastków stopowych lub zmiana stanu obróbki cieplnej ma na nie niewielki wpływ, zwiększenie granicy plastyczności w pewnym zakresie jest korzystne dla zmniejszenia ciężaru konstrukcji statku. Ogólnie, gęstość stopów aluminium wynosi około 2,7 ~ 2,8/cm3, a moduł sprężystości wynosi około 70 ~ 73 GPa. Jednakże, zwykle trudno jest, aby stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości miały jednocześnie doskonałą odporność na korozję i spawalność. Więc, stopy aluminium dla statków są zazwyczaj wybierane spośród stopów aluminium o średniej wytrzymałości, odporności na korozję i spawalności. W dodatku, odlewane stopy aluminium mają również pewne zastosowania w dziedzinie statków.

Zasady doboru materiałów i zalety stopów aluminium na statki

Doskonała wydajność spawania

Dla statków, połączenie spawane ma oczywistą przewagę nad połączeniem nitowanym. Więc, Metoda połączenia spawalniczego jest szeroko stosowana w przemyśle stoczniowym, zasadniczo zastępuje strukturę nitującą. Obecnie, automatyczna metoda spawania łukowego argonem jest stosowana głównie w aluminiowej konstrukcji statków. Dobra spawalność stopu aluminium oznacza, że ​​tendencja do pęknięć powstających podczas spawania stopu aluminium jest niewielka, Czyli, stop aluminium ma dobrą odporność na pęknięcia spawalnicze, a wydajność połączeń spawanych nie zmienia się zbytnio po spawaniu. Ponieważ wydajności utraconej w wyniku spawania nie można przywrócić poprzez obróbkę cieplną w warunkach stoczniowych, jest to jedna z ważnych cech morskich stopów aluminium, która różni się od innych konstrukcyjnych stopów aluminium. Wytrzymałość stopów AL-Zn-Mg i AL-Mg-Si ulega znacznemu zmniejszeniu po spawaniu, a odporność na korozję stopów AL-Zn-Mg jest również słaba po spawaniu. Więc, te dwa stopy podlegają pewnym ograniczeniom, gdy są stosowane jako materiały spawalnicze na statki. Stopy AL-Mg nie mają tej wady. Stopy AL-Zn-Mg stosowane są głównie na elementy, które po spawaniu można poddać obróbce cieplnej (jak pociski torpedowe), i stopy AL-Mg-Si są stosowane głównie jako profile.

Doskonała odporność na korozję

Konstrukcje statków są najczęściej stosowane w trudnych warunkach wody morskiej i środowiskach morskich, zatem to, czy stopy aluminium są odporne na korozję, jest jednym z głównych wskaźników określających, czy można je stosować jako stopy aluminium do zastosowań morskich. Ogólnie, wymagane jest, aby osnowa ze stopu aluminium morskiego i złącza spawane nie miały tendencji do korozji naprężeniowej, korozja eksfoliacyjna i korozja międzykrystaliczna w wodzie morskiej i środowiskach morskich; korozja kontaktowa, Należy w miarę możliwości unikać korozji szczelinowej i korozji organizmów morskich; oraz dopuszczalna jest niewielka, równomierna korozja i korozja wżerowa.

Dobra wydajność formowania na zimno i na gorąco

W trakcie budowy, statki muszą zostać poddane obróbce na zimno (takie jak składanie, wijący się, zginanie rolek, Tłoczenia, itp.) i obróbka na gorąco (takie jak gięcie na gorąco, korekta pirotechniczna, itp.). Więc, morskie stopy aluminium muszą być łatwe w obróbce i formowaniu, bez wad typu pęknięcia w trakcie obróbki, i nadal spełniają wymagania dotyczące wytrzymałości i odporności na korozję po obróbce.

Zalety stopu aluminium w zastosowaniach okrętowych

Stop aluminium charakteryzuje się niskim ciężarem właściwym i modułem sprężystości, odporność na korozję, spawalność, łatwe przetwarzanie, niemagnetyczne i dobre działanie w niskich temperaturach. Ma następujące zalety, gdy jest stosowany na statkach:

• (1) Ze względu na niski ciężar właściwy, może zmniejszyć wagę statku, zmniejszyć moc silnika, i zwiększyć prędkość; może zmniejszyć zużycie paliwa i zaoszczędzić paliwo; może poprawić stosunek długości do szerokości statku, zwiększyć stabilność, i ułatwić obsługę statku; może także zwiększyć ładowność i uzyskać dodatkowe zyski.
• (2) Ze względu na dobrą odporność na korozję, może obniżyć koszty konserwacji, takie jak smarowanie, i wydłużyć żywotność (zwykle więcej niż 20 lata).
• (3) Ma dobrą wydajność przetwarzania i formowania oraz jest łatwy do wykonywania różnych form przetwarzania, takich jak cięcie, Tłoczenia, gięcie na zimno, formowanie i cięcie, który nadaje się do usprawnienia kadłuba; może wytłaczać duże szerokie i cienkościenne profile, zmniejszyć liczbę spawów i sprawić, że konstrukcja kadłuba będzie bardziej racjonalna i lekka.
• (4) Ma dobrą wydajność spawania i można go łatwiej spawać.
• (5) Ma mały moduł sprężystości, duża zdolność pochłaniania naprężeń uderzeniowych, i większe bezpieczeństwo.
• (6) Odpady aluminiowe można łatwo poddać recyklingowi i można je ponownie wykorzystać.
• (7) Nie jest kruchy w niskich temperaturach i jest najbardziej odpowiedni do sprzętu niskotemperaturowego.
• (8) Ponieważ jest niemagnetyczny, nie ma to wpływu na kompas; statki wykonane w całości z aluminium mogą unikać ataków min i są odpowiednie dla trałowców.
• (9) Jest wolny od szkodników owadzich i odkształceń suchych; nie pali się i jest bezpieczniejszy w przypadku pożaru.

Więcej wiedzy na temat morskich płyt aluminiowych: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html