Princípios de seleção de materiais e vantagens das ligas de alumínio para navios

Princípios de seleção de materiais e vantagens das ligas de alumínio para navios

Alta resistência específica e módulo específico

A resistência ao escoamento e o módulo de elasticidade dos materiais são os parâmetros mais básicos para calcular a resistência das estruturas navais e determinar as dimensões estruturais. Como o módulo de elasticidade e a densidade de várias ligas de alumínio são aproximadamente os mesmos, e adicionar uma pequena quantidade de elementos de liga ou alterar o estado do tratamento térmico tem pouco efeito sobre eles, aumentar o limite de escoamento dentro de uma certa faixa é benéfico para reduzir o peso das estruturas do navio. Geralmente, a densidade das ligas de alumínio é de cerca de 2,7 ~ 2,8/cm3, e o módulo de elasticidade é de cerca de 70~73GPa. No entanto, geralmente é difícil que ligas de alumínio de alta resistência tenham excelente resistência à corrosão e soldabilidade ao mesmo tempo. Portanto, ligas de alumínio para navios são geralmente selecionadas a partir de ligas de alumínio com resistência média e resistência à corrosão e soldabilidade. Além disso, ligas de alumínio fundido também têm certas aplicações na área de navios.

Princípios de seleção de materiais e vantagens de ligas de alumínio para navios

Excelente desempenho de soldagem

Para navios, a conexão de soldagem tem vantagens óbvias sobre a conexão rebitada. Portanto, método de conexão de soldagem tem sido amplamente utilizado na construção naval, basicamente substituindo a estrutura rebitada. Hoje em dia, O método automático de soldagem a arco de argônio é usado principalmente na construção naval de alumínio. A boa soldabilidade da liga de alumínio significa que a tendência de trincas formadas durante a soldagem da liga de alumínio é pequena, Isto é, liga de alumínio tem boa resistência a rachaduras de soldagem, e o desempenho das juntas soldadas não muda muito após a soldagem. Porque o desempenho perdido devido à soldagem não pode ser restaurado pelo reaquecimento do tratamento térmico em condições de construção naval, esta é uma das características importantes das ligas de alumínio marítimas que é diferente de outras ligas de alumínio estruturais. A resistência das ligas AL-Zn-Mg e AL-Mg-Si é significativamente reduzida após a soldagem, e a resistência à corrosão das ligas AL-Zn-Mg também é baixa após a soldagem. Portanto, essas duas ligas estão sujeitas a certas restrições quando usadas como materiais para soldagem em navios. As ligas AL-Mg não apresentam esta desvantagem. As ligas AL-Zn-Mg são usadas principalmente para componentes que podem ser tratados termicamente após a soldagem (como projéteis de torpedo), e ligas AL-Mg-Si são usadas principalmente como perfis.

Excelente resistência à corrosão

As estruturas dos navios são usadas principalmente em ambientes agressivos de água do mar e ambientes marinhos, portanto, se as ligas de alumínio são resistentes à corrosão é um dos principais indicadores que determinam se elas podem ser usadas como ligas de alumínio naval. Geralmente, é necessário que a matriz da liga de alumínio marinho e as juntas soldadas não tenham tendência à corrosão sob tensão, corrosão por esfoliação e corrosão intergranular em água do mar e ambientes marinhos; corrosão de contato, corrosão em fendas e corrosão de acessórios biológicos marinhos devem ser evitadas tanto quanto possível; e pequena corrosão uniforme e corrosão por pites são permitidas.

Bom desempenho de conformação a frio e a quente

Durante o processo de construção, navios devem passar por processamento a frio (como dobrar, ondulação, dobra de rolo, estampagem, etc.) e processamento a quente (como flexão a quente, correção pirotécnica, etc.). Portanto, as ligas de alumínio marítimo devem ser fáceis de processar e formar, sem defeitos como rachaduras durante o processamento, e ainda atender aos requisitos de desempenho de resistência e resistência à corrosão após o processamento.

Vantagens da liga de alumínio em aplicações navais

A liga de alumínio tem características de baixa gravidade específica e módulo de elasticidade, resistência à corrosão, soldabilidade, processamento fácil, desempenho não magnético e bom em baixas temperaturas. Tem as seguintes vantagens quando usado em navios:

• (1) Devido à sua baixa gravidade específica, pode reduzir o peso do navio, reduzir a capacidade do motor, e aumentar a velocidade; pode reduzir o consumo de combustível e economizar combustível; pode melhorar a relação comprimento/largura do navio, aumentar a estabilidade, e tornar o navio mais fácil de operar; também pode aumentar a capacidade de carga e obter lucros adicionais.
• (2) Devido à sua boa resistência à corrosão, pode reduzir custos de manutenção, como lubrificação e prolongar a vida útil (geralmente mais do que 20 Anos).
• (3) Possui bom desempenho de processamento e conformação e é fácil de realizar diversas formas de processamento, como corte, estampagem, flexão a frio, formando e cortando, que é adequado para a racionalização do casco; pode extrudar perfis grandes, largos e de paredes finas, reduzir o número de soldas e tornar a estrutura do casco mais racional e leve.
• (4) Tem bom desempenho de soldagem e pode ser soldado mais facilmente.
• (5) Tem um pequeno módulo de elasticidade, uma grande capacidade de absorver estresse de impacto, e maior segurança.
• (6) Os resíduos de alumínio são fáceis de reciclar e podem ser reutilizados.
• (7) Não é frágil em baixas temperaturas e é mais adequado para equipamentos de baixa temperatura.
• (8) Como não é magnético, a bússola não é afetada; navios totalmente em alumínio podem evitar ataques de minas e são adequados para caça-minas.
• (9) Está livre de pragas de insetos e deformação seca; não queima e é mais seguro em caso de incêndio.

Mais conhecimento sobre placas de alumínio marítimo: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html