Princípy výberu materiálu a výhody hliníkových zliatin pre lode

Princípy výberu materiálu a výhody hliníkových zliatin pre lode

Vysoká špecifická pevnosť a špecifický modul

Medza klzu a modul pružnosti materiálov sú najzákladnejšie parametre pre výpočet pevnosti lodných konštrukcií a určenie konštrukčných rozmerov. Pretože modul pružnosti a hustota rôznych hliníkových zliatin sú približne rovnaké, a pridanie malého množstva legujúcich prvkov alebo zmena stavu tepelného spracovania na ne má malý vplyv, zvýšenie medze klzu v určitom rozsahu je prospešné pre zníženie hmotnosti lodných konštrukcií. Všeobecne, hustota hliníkových zliatin je asi 2,7~2,8/cm3, a modul pružnosti je asi 70~73 GPa. Však, pre hliníkové zliatiny s vysokou pevnosťou je zvyčajne ťažké mať súčasne vynikajúcu odolnosť proti korózii a zvárateľnosť. Preto, hliníkové zliatiny pre lode sa vo všeobecnosti vyberajú zo zliatin hliníka so strednou pevnosťou a odolnosťou proti korózii a zvárateľnosťou. Navyše, liate hliníkové zliatiny majú určité uplatnenie aj v oblasti lodí.

Princípy výberu materiálu a výhody hliníkových zliatin pre lode

Vynikajúci zvárací výkon

Pre lode, Zváracie spojenie má oproti nitovaciemu spojenie zrejmé výhody. Preto, metóda zvárania bola široko používaná pri stavbe lodí, v podstate nahrádza nitovaciu konštrukciu. V súčasnosti, automatická metóda zvárania argónovým oblúkom sa používa hlavne pri konštrukcii hliníkových lodí. Dobrá zvárateľnosť hliníkovej zliatiny znamená, že sklon k tvorbe trhlín pri zváraní hliníkovej zliatiny je malý, to je, hliníková zliatina má dobrú odolnosť proti trhlinám pri zváraní, a výkon zvarových spojov sa po zváraní príliš nemení. Pretože výkon stratený v dôsledku zvárania nemožno obnoviť opätovným tepelným spracovaním v podmienkach stavby lodí, to je jedna z dôležitých vlastností lodných hliníkových zliatin, ktorá sa líši od iných konštrukčných hliníkových zliatin. Pevnosť zliatin AL-Zn-Mg a AL-Mg-Si je po zváraní výrazne znížená, a korózna odolnosť zliatin AL-Zn-Mg je tiež po zváraní slabá. Preto, tieto dve zliatiny podliehajú určitým obmedzeniam, keď sa používajú ako materiály na zváranie lodí. Zliatiny AL-Mg túto nevýhodu nemajú. Zliatiny AL-Zn-Mg sa používajú najmä na súčiastky, ktoré je možné po zváraní tepelne spracovať (ako sú torpédové granáty), a zliatiny AL-Mg-Si sa používajú hlavne ako profily.

Vynikajúca odolnosť proti korózii

Lodné konštrukcie sa väčšinou používajú v drsných prostrediach s morskou vodou a morskom prostredí, takže to, či sú hliníkové zliatiny odolné voči korózii, je jedným z hlavných ukazovateľov, ktoré určujú, či môžu byť použité ako námorné hliníkové zliatiny. Všeobecne, požaduje sa, aby matrica z námornej hliníkovej zliatiny a zvarové spoje nemali tendenciu ku korózii pod napätím, exfoliačná korózia a medzikryštalická korózia v morskom a morskom prostredí; kontaktná korózia, štrbinovej korózii a korózii morského biologického pripojenia by sa malo čo najviac zabrániť; a malá rovnomerná korózia a jamková korózia sú povolené.

Dobrý výkon pri tvárnení za studena a za tepla

Počas stavebného procesu, lode musia prejsť spracovaním za studena (ako je skladanie, curling, ohýbanie valcovaním, pečiatka, atď.) a spracovanie za tepla (ako je ohýbanie za tepla, pyrotechnická korekcia, atď.). Preto, lodné hliníkové zliatiny musia byť ľahko spracovateľné a tvarovateľné, bez chýb, ako sú praskliny počas spracovania, a stále spĺňajú výkonnostné požiadavky na pevnosť a odolnosť proti korózii po spracovaní.

Výhody hliníkovej zliatiny v lodných aplikáciách

Hliníková zliatina má vlastnosti nízkej špecifickej hmotnosti a modulu pružnosti, odpor, zvárateľnosť, ľahké spracovanie, nemagnetický a dobrý výkon pri nízkych teplotách. Pri použití na lodiach má nasledujúce výhody:

• (1) Vďaka svojej nízkej špecifickej hmotnosti, môže znížiť hmotnosť lode, znížiť kapacitu motora, a zvýšiť rýchlosť; môže znížiť spotrebu paliva a ušetriť palivo; môže zlepšiť pomer dĺžky k šírke lode, zvýšiť stabilitu, a zjednodušiť obsluhu lode; môže tiež zvýšiť nosnosť a získať dodatočné zisky.
• (2) Vďaka dobrej odolnosti voči korózii, môže znížiť náklady na údržbu, ako je olejovanie, a predĺžiť životnosť (zvyčajne viac ako 20 roky).
• (3) Má dobrý výkon pri spracovaní a tvarovaní a je ľahké vykonávať rôzne formy spracovania, ako je rezanie, pečiatka, ohýbanie, tvarovanie a rezanie, ktorý je vhodný na zefektívnenie trupu; môže vytláčať veľké široké a tenkostenné profily, znížiť počet zvarov a urobiť štruktúru trupu racionálnejšou a ľahšou.
• (4) Má dobrý zvárací výkon a dá sa ľahšie zvárať.
• (5) Má malý modul pružnosti, veľká schopnosť absorbovať nárazové napätie, a väčšiu bezpečnosť.
• (6) Hliníkový odpad sa ľahko recykluje a dá sa znova použiť.
• (7) Nie je krehký pri nízkych teplotách a je najvhodnejší pre nízkoteplotné zariadenia.
• (8) Keďže je nemagnetický, kompas nie je ovplyvnený; celohliníkové lode sa dokážu vyhnúť mínovým útokom a sú vhodné pre mínolovky.
• (9) Je bez hmyzích škodcov a suchej deformácie; nehorí a je bezpečnejší v prípade požiaru.

Viac informácií o námorných hliníkových platniach: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html