Nguyên tắc lựa chọn vật liệu và ưu điểm của hợp kim nhôm dùng cho tàu biển

Nguyên tắc lựa chọn vật liệu và ưu điểm của hợp kim nhôm dùng cho tàu biển

Cường độ riêng cao và mô đun riêng

Giới hạn chảy và mô đun đàn hồi của vật liệu là thông số cơ bản nhất để tính toán cường độ kết cấu tàu và xác định kích thước kết cấu.. Vì mô đun đàn hồi và mật độ của các hợp kim nhôm khác nhau gần như giống nhau, và việc thêm một lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim hoặc thay đổi trạng thái xử lý nhiệt ít ảnh hưởng đến chúng, tăng cường độ năng suất trong một phạm vi nhất định có lợi cho việc giảm trọng lượng của kết cấu tàu. Nói chung, mật độ của hợp kim nhôm là khoảng 2,7 ~ 2,8 / cm3, và mô đun đàn hồi khoảng 70 ~ 73GPa. Tuy nhiên, Thông thường, các hợp kim nhôm có độ bền cao thường khó có khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn tuyệt vời cùng một lúc.. Do đó, Hợp kim nhôm cho tàu biển thường được lựa chọn từ các hợp kim nhôm có độ bền trung bình, khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn. Ngoài ra, Hợp kim nhôm đúc cũng có những ứng dụng nhất định trong lĩnh vực đóng tàu.

Nguyên tắc lựa chọn vật liệu và ưu điểm của hợp kim nhôm dùng cho tàu biển

Hiệu suất hàn tuyệt vời

Đối với tàu, kết nối hàn có lợi thế rõ ràng so với kết nối tán đinh. Do đó, phương pháp kết nối hàn đã được sử dụng rộng rãi trong đóng tàu, về cơ bản thay thế cấu trúc tán đinh. Giờ đây, Phương pháp hàn hồ quang argon tự động chủ yếu được sử dụng trong đóng tàu nhôm. Khả năng hàn tốt của hợp kim nhôm có nghĩa là xu hướng nứt hình thành trong quá trình hàn hợp kim nhôm là nhỏ., đó là, hợp kim nhôm có khả năng chống nứt hàn tốt, và tính năng của mối hàn không thay đổi nhiều sau khi hàn. Bởi vì hiệu suất bị mất do hàn không thể được phục hồi bằng cách xử lý nhiệt lại trong điều kiện đóng tàu, đây là một trong những đặc điểm quan trọng của hợp kim nhôm hàng hải khác với các hợp kim nhôm kết cấu khác. Độ bền của hợp kim AL-Zn-Mg và AL-Mg-Si giảm đáng kể sau khi hàn, và khả năng chống ăn mòn của hợp kim AL-Zn-Mg cũng kém sau khi hàn. Do đó, hai hợp kim này phải chịu những hạn chế nhất định khi sử dụng làm vật liệu hàn tàu. Hợp kim AL-Mg không có nhược điểm này. Hợp kim AL-Zn-Mg chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận có thể xử lý nhiệt sau khi hàn (như vỏ ngư lôi), và hợp kim AL-Mg-Si chủ yếu được sử dụng làm hồ sơ.

Chống ăn mòn tuyệt vời

Cấu trúc tàu chủ yếu được sử dụng trong môi trường nước biển và môi trường biển khắc nghiệt, Vì vậy, hợp kim nhôm có khả năng chống ăn mòn hay không là một trong những chỉ số chính quyết định liệu chúng có thể được sử dụng làm hợp kim nhôm hàng hải hay không. Nói chung, yêu cầu ma trận hợp kim nhôm hàng hải và các mối hàn không có xu hướng ăn mòn ứng suất, ăn mòn bong tróc và ăn mòn giữa các hạt trong môi trường nước biển và biển; ăn mòn tiếp xúc, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn sinh học biển nên tránh càng nhiều càng tốt; và ăn mòn đồng đều nhỏ và ăn mòn rỗ được cho phép.

Hiệu suất tạo hình nóng và lạnh tốt

Trong quá trình xây dựng, tàu phải trải qua quá trình xử lý lạnh (chẳng hạn như gấp, quăn, uốn cuộn, Dập, vân vân.) và xử lý nóng (chẳng hạn như uốn nóng, chỉnh sửa pháo hoa, vân vân.). Do đó, hợp kim nhôm hàng hải được yêu cầu phải dễ gia công và hình thành, không có khuyết tật như vết nứt trong quá trình xử lý, và vẫn đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất về độ bền và khả năng chống ăn mòn sau khi xử lý.

Ưu điểm của hợp kim nhôm trong ứng dụng tàu thủy

Hợp kim nhôm có đặc tính trọng lượng riêng thấp và mô đun đàn hồi, chống ăn mòn, khả năng hàn, xử lý dễ dàng, không có từ tính và hiệu suất nhiệt độ thấp tốt. Nó có những ưu điểm sau khi sử dụng trên tàu:

• (1) Do trọng lượng riêng thấp, nó có thể làm giảm trọng lượng của con tàu, giảm công suất động cơ, và tăng tốc độ; nó có thể làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tiết kiệm nhiên liệu; nó có thể cải thiện tỷ lệ chiều dài và chiều rộng của con tàu, tăng tính ổn định, và làm cho con tàu hoạt động dễ dàng hơn; nó cũng có thể tăng khả năng tải và thu được thêm lợi nhuận.
• (2) Do khả năng chống ăn mòn tốt, nó có thể giảm chi phí bảo trì như tra dầu và kéo dài tuổi thọ (thường nhiều hơn 20 năm).
• (3) Nó có hiệu suất xử lý và tạo hình tốt và dễ dàng thực hiện các hình thức xử lý khác nhau như cắt, Dập, uốn lạnh, hình thành và cắt, phù hợp cho việc sắp xếp hợp lý thân tàu; nó có thể đùn các cấu hình có thành mỏng và rộng, giảm số lượng mối hàn và làm cho kết cấu thân tàu hợp lý và nhẹ hơn.
• (4) Nó có hiệu suất hàn tốt và có thể hàn dễ dàng hơn.
• (5) Nó có mô đun đàn hồi nhỏ, một khả năng lớn để hấp thụ căng thẳng tác động, và an toàn hơn.
• (6) Chất thải nhôm dễ tái chế và có thể tái sử dụng.
• (7) Nó không giòn ở nhiệt độ thấp và thích hợp nhất cho các thiết bị có nhiệt độ thấp.
• (8) Vì nó không có từ tính, la bàn không bị ảnh hưởng; tàu hoàn toàn bằng nhôm có thể tránh được các cuộc tấn công của mìn và phù hợp với tàu quét mìn.
• (9) Nó không có côn trùng gây hại và biến dạng khô; nó không cháy và an toàn hơn trong trường hợp hỏa hoạn.

Thêm kiến ​​thức về tấm nhôm hàng hải: https://hw-alu.com/applications/aluminum-sheet-for-boat.html